A TREIA GENERAȚIE DE CALCULATOARE: ISTORIC, CARACTERISTICI, HARDWARE, SOFTWARE - TEHNOLOGIE - 2025

Cea de-a treia generație de computere se referă la tehnologia computerizată bazată pe circuite integrate, care a fost utilizată în perioada cuprinsă între 1963 și 1974. Circuitele integrate au combinat diverse componente electronice, cum ar fi tranzistoarele și condensatoarele, printre altele.

Au fost produse tranzistoare foarte mici, putând fi aranjate într-un singur semiconductor, ceea ce face ca performanța generală a sistemelor informatice să se îmbunătățească dramatic.

Sursa IBM 360: flickr.com de Don DeBold. Atribuire 2.0 generică (CC BY 2.0)

Aceste circuite au depășit tuburile de vid și tranzistorii, atât din punct de vedere al costurilor, cât și al performanței. Costul circuitelor integrate a fost foarte mic. Prin urmare, caracteristica principală a computerelor de a treia generație a fost aceea că circuitele integrate au început să fie utilizate ca dispozitive de calcul, care au continuat să fie utilizate până la generarea curentă.

A treia generație a fost practic punctul de cotitură în viața calculatoarelor. Cardurile și imprimantele perforate au fost schimbate pentru tastaturi și monitoare conectate la un sistem de operare.

În acest moment, computerele au devenit mai accesibile publicului de masă, datorită dimensiunilor lor mai mici și a costurilor mai adecvate.

Legea lui Moore

Implementarea acestor computere a fost, de asemenea, aliniată la Legea lui Moore, dezvăluită în 1965.

Această lege a declarat că, deoarece dimensiunea tranzistorului a scăzut atât de rapid, pentru următorii zece ani numărul de tranzistoare care s-ar potrivi pe noile microcipuri s-ar dubla la fiecare doi ani. După zece ani, în 1975, această creștere exponențială a fost reajustată la fiecare cinci ani.

Pe parcursul celei de-a treia generații, procesorul a fost construit folosind multe circuite integrate. În cea de-a patra generație, un procesor complet putea fi amplasat pe un singur cip de siliciu, a cărui dimensiune era mai mică decât o marcă poștală.

Astăzi, aproape toate dispozitivele electronice folosesc un fel de circuit integrat plasat pe plăci de circuit.

Originea și istoria celei de-a treia generații

Tranzistoarele au fost o îmbunătățire vastă în ceea ce privește tuburile de vid, dar au generat totuși multă căldură, provocând deteriorarea părților computerului. Această situație a fost rezolvată odată cu sosirea cuarțului.

Tranzistoarele au fost reduse ca mărime pentru a fi plasate pe semiconductori de siliciu, numiți în mod popular cipuri. În acest fel tranzistoarele au fost înlocuite cu circuitul sau cipul integrat. Oamenii de știință au reușit să pună multe componente pe un singur cip.

Drept urmare, calculatorul a devenit din ce în ce mai mic, deoarece mai multe componente au fost comprimate pe un singur cip. De asemenea, au fost capabili să crească viteza și eficiența calculatoarelor din a treia generație.

Circuit integrat

În cea de-a treia generație, tehnologia circuitului integrat sau a microelectronicii a devenit principalul pilot.

Jack Kilby din Texas Instruments și Robert Noyce din Fairchild Semiconductor au fost primii care au dezvoltat în 1959 ideea circuitului integrat.

Circuitul integrat este un dispozitiv unic care conține în interior un număr mare de tranzistoare, registre și condensatoare, care sunt construite dintr-o singură bucată subțire de siliciu.

Primul circuit integrat conținea doar șase tranzistoare. Devine dificil de comparat cu circuitele integrate utilizate în prezent, care conțin până la sute de milioane de tranzistoare. O dezvoltare extraordinară în mai puțin de jumătate de secol.

Prin urmare, este incontestabil faptul că dimensiunea computerului era din ce în ce mai mică. Calculatoarele acestei generații erau memorii mici, ieftine, mari, iar viteza de procesare era foarte mare.

Caracteristicile celei de-a treia generații de calculatoare

Aceste computere erau foarte fiabile, rapide și precise, cu un cost mai mic, deși erau încă relativ scumpe. Nu numai că dimensiunea sa a fost redusă, ci și necesarul de energie și producerea de căldură.

Utilizatorii ar putea interacționa cu computerul prin intermediul tastaturilor și monitoarelor de ecran atât pentru introducerea și ieșirea datelor, cât și pentru interacțiunea cu un sistem de operare, realizând o integrare hardware și software.

Capacitatea de a comunica cu alte computere este realizată, avansând comunicarea datelor.

Calculatoarele au fost utilizate în calculele recensământului, precum și în aplicații militare, bancare și industriale.

Tehnologia folosită

Tranzistoarele au fost înlocuite cu circuitul integrat în circuitele lor electronice. Circuitul integrat era o singură componentă care conținea un număr mare de tranzistoare.

Viteză de procesare

Datorită utilizării circuitelor integrate, performanța calculatoarelor a devenit mai rapidă și mai precisă.

Viteza sa a fost de aproape 10.000 de ori mai mare decât cea a primei generații de calculatoare.

Depozitare

Capacitatea de memorie a fost mai mare și sute de mii de caractere puteau fi stocate, anterior doar zeci de mii. Ca memorie primară a fost folosită memoria semiconductor, precum RAM și ROM.

Discurile externe au fost utilizate ca suport de stocare, a căror natură a accesului la date a fost aleatorie, cu o capacitate mare de stocare de milioane de caractere.

Software îmbunătățit

- Limbile de programare la nivel înalt au continuat să fie dezvoltate. Pentru dezvoltarea programelor sunt utilizate limbi la nivel înalt, cum ar fi FORTAN, BASIC și altele.

- Capacitatea de a face multiprocesare și multitasking. Capacitatea de a efectua mai multe operații simultan a fost dezvoltată prin instalarea multiprogramării.

Hardware

Această generație a creat conceptul de „familie de computere”, care a provocat producătorii să creeze componente de computer compatibile cu alte sisteme.

Interacțiunea cu computerele s-a îmbunătățit semnificativ. Terminale video pentru ieșirea de date au fost introduse, înlocuind astfel imprimantele.

Tastaturile au fost utilizate pentru introducerea datelor, mai degrabă decât pentru a fi imprimate cărți perforate. Noi sisteme de operare au fost introduse pentru procesarea automată, la fel ca programarea multiplă.

În ceea ce privește stocarea, pentru terminalele auxiliare, discurile magnetice au început să înlocuiască benzile magnetice.

Circuit integrat

În această generație de calculatoare, circuitele integrate au fost utilizate ca principală componentă electronică. Dezvoltarea circuitelor integrate a dat naștere unui nou câmp al microelectronicii.

Cu circuitul integrat s-a căutat rezolvarea procedurilor complexe utilizate la proiectarea tranzistorului. A trebuit să conectați manual condensatoarele și diodele la tranzistoare a consumat mult timp și nu a fost complet de încredere.

Pe lângă reducerea costurilor, punerea mai multor tranzistoare pe un singur cip a crescut foarte mult viteza și performanța oricărui computer.

Componentele circuitului integrat ar putea fi hibride sau monolitice. Circuitul integrat hibrid este atunci când tranzistorul și dioda sunt plasate separat, în timp ce monoliticul este atunci când tranzistorul și dioda sunt așezate împreună pe un singur cip.

software-ul

Sistem de operare

Calculatoarele au început să folosească software-ul sistemului de operare pentru a gestiona hardware-ul și resursele computerului. Acest lucru a permis sistemelor să ruleze diferite aplicații în același timp. În plus, au fost utilizate sisteme de operare de prelucrare de la distanță.

IBM a creat sistemul de operare OS / 360. Creșterea software-ului a fost mult îmbunătățită din cauza faptului că a fost dezagregată, software-ul fiind vândut separat de hardware.

Limbi la nivel înalt

Deși limbile de asamblare s-au dovedit a fi foarte utile în programare, cercetările au continuat să se facă pentru limbi mai bune care erau mai aproape de engleza convențională.

Acest lucru a făcut ca utilizatorul comun să fie destul de familiar cu computerul, fiind motivul principal al creșterii imense a industriei computerizate. Aceste limbi au fost numite limbi la nivel înalt.

Limbile din a treia generație au un caracter procedural. Prin urmare, ele sunt cunoscute și sub denumirea de limbaje orientate spre procedură. Procedurile necesită să știți cum va fi rezolvată o problemă.

Fiecare limbaj la nivel înalt a fost dezvoltat pentru a satisface anumite cerințe de bază pentru un anumit tip de problemă.

Diferitele limbi de nivel înalt pe care le-ar putea folosi un utilizator au fost FORTRAN, COBOL, BASIC, PASCAL, PL-1 și multe altele.

Programul sursă

Programul scris într-un limbaj la nivel înalt se numește program sursă. Acesta este elementul pe care programatorul îl introduce în computer pentru a obține rezultate.

Programul sursă trebuie convertit într-un program obiect, care este limbajul zerourilor și al celor pe care computerul le poate înțelege. Acest lucru este realizat de un program intermediar numit compilator. Compilatorul depinde atât de limba, cât și de mașina folosită.

Invenții și autorii acestora

Circuit integrat

Este un circuit care constă dintr-un număr mare de componente electronice plasate pe un singur cip de siliciu printr-un proces fotolitografic.

A fost proiectat pentru prima dată în 1959 de Jack Kilby la Texas Instrument și Robert Noyce la Fairchild Corporation, independent. A fost o invenție importantă în domeniul informaticii.

Kilby și-a construit circuitul integrat pe germaniu, în timp ce Noyce l-a construit pe un cip de siliciu. Primul circuit integrat a fost folosit în 1961.

IBM 360

IBM a inventat acest computer în 1964. A fost folosit în scopuri comerciale și științifice. IBM a cheltuit aproximativ 5 miliarde de dolari pentru a dezvolta System 360.

Nu a fost pur și simplu un computer nou, ci o nouă abordare a proiectării computerului. A introdus aceeași arhitectură pentru o familie de dispozitive.

Cu alte cuvinte, un program conceput pentru a rula pe o mașină din această familie ar putea, de asemenea, să ruleze pe toate celelalte.

UNIX

Acest sistem de operare a fost inventat în 1969 de Kenneth Thompson și Dennis Ritchie. UNIX a fost unul dintre primele sisteme de operare pentru computere, scrise într-un limbaj numit C. La final, au existat multe versiuni diferite ale UNIX.

UNIX a devenit principalul sistem de operare pentru stațiile de lucru, dar a avut o popularitate scăzută pe piața de calculatoare.

Pascal

Această limbă poartă numele lui Blaise Pascal, un matematician francez din secolul al XVII-lea care a construit una dintre primele mașini de adăugat mecanice. A fost dezvoltat pentru prima dată ca instrument de predare.

Niklaus Wirth a dezvoltat acest limbaj de programare la sfârșitul anilor 1960. Pascal este un limbaj foarte structurat.

Calculatoare prezentate

IBM 360

Cea de-a treia generație a început cu introducerea familiei de calculatoare IBM 360. Aceasta a fost, probabil, cea mai importantă mașină construită în această perioadă.

Modelele mari aveau până la 8 MB de memorie principală. Cel mai mic model de capacitate a fost modelul 20, cu doar 4Kbyte de memorie.

IBM a livrat paisprezece modele din această serie de calculatoare, inclusiv modele unice pentru NASA.

Un membru al acestei familii, modelul 50, ar putea executa 500.000 de sume pe secundă. Acest computer a fost de aproximativ 263 de ori mai rapid decât ENIAC.

Acesta a fost un computer de succes pe piață, deoarece v-a permis să alegeți între diferite tipuri de setări. Cu toate acestea, toate computerele din seria IBM 360 au folosit același set de instrucțiuni.

Honeywell 6000

Diferitele tipuri de modele din această serie au inclus o funcție îmbunătățită de set de instrucțiuni, care a adăugat aritmetică zecimală la operații.

CPU în aceste computere a funcționat cu cuvinte pe 32 de biți. Modulul de memorie conținea cuvinte de 128k. Un sistem poate suporta unul sau două module de memorie pentru maximum 256k de cuvinte. Au folosit diferite sisteme de operare, cum ar fi GCOS, Multics și CP-6.

PDP-8

A fost dezvoltat în 1965 de către DEC. A fost un minicomputer de succes comercial. La acea vreme, aceste calculatoare erau cele mai vândute computere din istorie. Au fost disponibile pe modele desktop și pe suporturi pentru șasiu.

Avea un set mai mic de instrucțiuni. A folosit 12 biți pentru dimensiunea cuvântului.

Au avut mai multe caracteristici, cum ar fi costul redus, simplitatea și expansibilitatea. Proiectarea acestor calculatoare a făcut programarea ușoară pentru programatori.

Avantaje și dezavantaje

Avantaj

- Avantajul principal al circuitelor integrate nu a fost doar dimensiunea lor mică, ci și performanța și fiabilitatea lor, superioare circuitelor anterioare. Consumul de energie a fost mult mai mic.

- Această generație de calculatoare a avut o viteză de calcul mai mare. Datorită vitezei lor de calcul au fost foarte productivi. Ei ar putea calcula datele în nanosecunde

- Calculatoarele au dimensiuni mai mici în comparație cu generațiile anterioare. Prin urmare, au fost ușor de transportat dintr-un loc în altul, datorită dimensiunilor mai mici. Ar putea fi instalate foarte ușor și ar necesita mai puțin spațiu pentru instalarea lor.

- Au produs mai puțină căldură față de precedentele două generații de calculatoare. Un ventilator intern a fost început să fie utilizat pentru descărcare de căldură pentru a evita deteriorarea.

- Au fost mult mai fiabile și, prin urmare, au necesitat un program de întreținere mai puțin frecvent. Prin urmare, costul de întreținere a fost scăzut.

- Ieftin. Producția comercială a crescut considerabil.

- Aveau o capacitate mare de depozitare.

- Utilizarea sa a fost în scopuri generale.

- mouse-ul și tastatura au început să fie folosite pentru introducerea comenzilor și a datelor.

- Ar putea fi folosit cu limbi de nivel înalt.

Dezavantaje

- Era necesar să aibă încă aer condiționat.

- Tehnologia necesară pentru fabricarea cipurilor de circuit integrat a fost extrem de sofisticată.

- Chipurile cu circuit integrat nu au fost ușor de întreținut.

Referințe

1. Benjamin Musungu (2018). Generațiile de calculatoare din 1940 până în prezent. Kenyaplex. Luat de la: kenyaplex.com.
2. Enciclopedie (2019. Generații, calculatoare. Preluată de la: enciclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). Istoricul dezvoltării și generarii calculatoarelor. Luate de la: wikieducator.org.
4. Prerana Jain (2018). Generații de calculatoare. Includeți ajutor. Luat de la: includehelp.com.
5. Kullabs (2019). Generarea computerului și caracteristicile acestora. Luat de la: kullabs.com.
6. Byte-Notes (2019). Cinci generații de calculatoare. Luat de la: byte-notes.com.
7. Alfred Amuno (2019). Istoricul computerului: Clasificarea generațiilor de calculatoare. Turbo Viitor. Preluat de la: turbofuture.com.
8. Stephen Noe (2019). 5 Generarea computerului. Colegiul Stella Maris. Luate de la: stellamariscollege.org.
9. Tutorial și exemplu (2019). A treia generație de computer. Luat de la: tutorialandexample.com.