Számítógép generációk:

 A személyi számítógép története néhány évtizeddel ezelőtt kezdődött. E viszonylag rövid idő alatt a gépek teljesítménye hónapról hónapra ugrásszerűen nőtt. A jelenlegi asztali gépek teljesítménye már-már utópisztikusnak tűnik akár a három évvel ezelőtti eszközeink kapacitásához képest is.

A személyi számítógép kevesek által használt luxuscikkből mindennapi életünk részévé vált, jelentős társadalmi átalakulásokat vonva maga után. A számítógép- és szoftveripar ma a világgazdaság húzóágazatává lépett elő, emberek millióinak teremtve munkalehetőséget.

A kezdet kezdete

A számolást segítő eszközök története gyakorlatilag egyidős az emberiség történetével. Az ősember a számoláshoz eleinte az ujjait, később köveket, fonaldarabokat használt, az eredményt a barlang falába, csontba vagy falapokba vésve rögzítette.

A Quipu (más néven khipu ) olyan felvevőkészülékek, amelyeket húrokból alakítottak ki, amelyeket történelmileg számos kultúra használt az Andok Dél-Amerika régiójában

A nagyobb számértékek megjelenésével kialakult az átváltásos rendszerű számábrázolás, a tízes, tizenkettes, majd a hatvanas számrendszer. Az egyik első eszköz, amely lehetővé tette az egyszerűbb műveletvégzést, az abakusz volt. Az abakuszt némileg módosítva a XVI. századig a legfontosabb számolást segítő eszközként használták, egyetemen tanították a vele való szorzás és osztás műveletsorát.

Számítógép generációk

A digitális számítógépeket a bennük alkalmazott logikai (kapcsoló) áramkörök fizikai működési elve és integráltsági foka (technológiai fejlettsége) szerint is osztályozhatjuk. Ilyen értelemben különböző számítógép-generációkról beszélhetünk. A továbbiakban a számítógépek fejlődésének főbb állomásait mutatjuk be.

Mechanikus gépek

Az első „szériában gyártott” számológépet 1642-1644 között Blaise Pascal (1623-1662) készítette el, összesen hét példányban. A kor technikai szintjének megfelelően óraalkatrészekből építette meg a szerkezetet. A gép újdonsága, alapötlete az automatikus átvitelképzés megoldása volt. A számológéppel csak az összeadást és a kivonást lehetett elvégezni, a nem lineáris műveleteket – a szorzást és az osztást – nem.

Pascal számológépét Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646-1716), német matematikus fejlesztette tovább. Ez a gép volt az első, amely közvetlenül végezte el az osztást és a szorzást, valamint kiegészítő művelet nélkül a kivonást. Az általa megépített összeadó-szorzó gép a szorzást visszavezette az összeadásra. Elsőként vetette fel a kettes számrendszer alkalmazásának gondolatát.

1833-ban Charles Babbage (1791-1871), angol tervező belekezdett fő műve, az analitikus gép elkészítésébe, mely anyagi és technikai nehézségek miatt soha nem épült meg. Terv szerint lyukkártyáról olvassa be az adatokat, utasításokat; adatokat tárol; matematikai műveleteket hajt végre; adatokat nyomtat.

A lyukkártya alkalmazásának amerikai úttörője Herman Hollericht (1860-1929) volt, aki egy adatrendező gépet (lyukkártyás statisztikai gép) dolgozott ki, melyet az 1890-esn népszámlálás adatainak feldolgozására használt. Kódolás felismerése: minden adathoz egy lyukat, így minden polgárhoz egy lyukkombinációt rendelt. Ő alakította meg a világ első számítástechnikai társaságát 1911-ben, amely 1924-ben IBM-re (International Business Machines) változtatta a nevét, s a számítógépeket sorozatban gyártotta.

Nulladik generáció, kb. 1945-ig)

A németországi számítógépgyártás meghatározó egyénisége volt Konrad Zuse (1910-1995) mérnök, aki kezdetben jelfogós gépek építésével foglalkozott. Németországban a háború előtt a fegyverek előállítása kapcsán jelentősen megnőtt a számítási igény. 1939-ben készült el Zuse első nagy sikerű, jelfogókkal működő, mechanikus rendszerű számítógépe, a Z1. Ez az első gép, mely már a bináris számrendszerre épült. Külön helyezkedett el benne a tár és az aritmetikai egység, az utasítások bevitelére mikronyelvet alkalmazott.

1937-ben Alan Mathison Turing, angol matematikus kidolgozta az univerzális gép (program és programozható számítógép) modelljét: ha egy gép el tud végezni néhány műveletet, akkor bármilyen számításra képes).

Az 1900-as években a számítógépek fejlődésének meghatározó személyei közé soroljuk Wallace J. Eckert (1902-1971), valamint Howard Hathaway Aikent (1900-1973). Aiken kutatása a számítógépekben alkalmazott aritmetikai elemek számának jelentős növelésén keresztül a lyukkártyás gépek hatékonyságának növelésére irányult. Aiken és az IBM1939-ben megállapodást kötött a közös fejlesztő munkára, amelynek eredményeképpen 1944-ben elkészült az elektromechanikus elven működő Mark-I.

A gépet egy papírszalagra sorosan felvitt utasítássorral lehetett vezérelni. A készülék kb. százszor volt gyorsabb, mint egy jó kézi számolókészülék, megállás nélkül dolgozott, egy nap alatt hat hónapi munkát végzett el.

Első generáció (1946 és az 1950-es évek)

Az ötvenes években a Neumann-elveket felhasználva kezdték építeni az első generációs számítógépeket. Az első elektronikus digitális számítógép az ENIAC. Itt kell megemlítenünk az EDVAC és UNIVAC gépeket is.

Tulajdonságaik:

működésük nagy energia-felvételű elektroncsöveken alapult,

terem méretűek voltak,

gyakori volt a meghibásodásuk,

műveleti sebességük alacsony, néhány ezer elemi művelet volt másodpercenként,

üzemeltetésük, programozásuk mérnöki ismereteket igényelt.

Második generáció (1959 – 1964)

A tranzisztor feltalálása az ötvenes évek elején lehetővé tette a második generációs számítógépek kifejlesztését.

Tulajdonságaik:

az elektroncsöveket jóval kisebb méretű és energiaigényű tranzisztorokkal helyettesítették,

helyigényük szekrény méretűre zsugorodott,

üzembiztonságuk ugrásszerűen megnőtt,

kialakultak a programozási nyelvek, melyek segítségével a számítógép felépítésének részletes ismerete nélkül is lehetőség nyílt programok készítésére,

tárolókapacitásuk és műveleti sebességük jelentősen megnőtt.

Harmadik generáció (1964-1975)

Az ötvenes évek végén a technika fejlődésével lehetővé vált a tranzisztorok sokaságát egy lapon tömöríteni, így megszületett az integrált áramkör, más néven IC (Integrated Circuit). A hetvenes évek számítógépei már az IC-k felhasználásával készültek.

Tulajdonságaik:

jelentősen csökkent az alkatrészek mérete és száma, így a gépek nagysága már csak asztal méretű volt,

megjelentek az operációs rendszerek,

a programnyelvek használata általánossá vált,

megjelentek a magas szintű programnyelvek (FORTRAN, COBOL),

műveleti sebességük megközelítette az egymillió elemi műveletet másodpercenként,

csökkenő áruk miatt egyre elterjedtebbé váltak, megindult a sorozatgyártás.

Negyedik generáció (1970-es évek közepétől)

A hetvenes évek elején az integrált áramkörök továbbfejlesztésével megszületett a mikrochip és a mikroprocesszor, melyet elsőként az Intel cég mutatott be 1971-ben. Ez tette lehetővé a negyedik generációs személyi számítógépek létrehozását. Ebbe a csoportba tartoznak a ma használatos számítógépek is.

Tulajdonságaik:

asztali és hordozható változatban is léteznek,

hatalmas mennyiségű adat tárolására képesek,

műveleti sebességük másodpercenként több milliárd is lehet,

alacsony áruk miatt szinte bárki számára elérhetőek,

megjelentek a negyedik generációs programnyelvek (ADA, PASCAL).

Ötödik generáció (1980-as évek közepétől)

Az ötödik generációs számítógépek létrehozására irányuló fejlesztési kísérletek a nyolcvanas évek elején Japánban kezdődtek meg.

Tulajdonságaik:

a mesterséges intelligencia (MI) megjelenése,

párhuzamos feldolgozás,

neurális hálók (működési elvük az emberi agyhoz hasonlít)

felhasználó-orientált kommunikáció.

Míg egy mai számítógép használatakor a felhasználó feladata „megértetni” a végrehajtandó műveletsort, addig az ötödik generációs számítógépek hagyományos emberi kommunikáció révén fogják megérteni és végrehajtani a feladatokat. Ezen gépek működési elve úgynevezett neurális hálók használatával valósítható meg, amely a hagyományos rendszerek gyökeres ellentéte.

Az ötödik generációs számítógépek fejlesztése még kezdeti stádiumban van, ezért piacon való megjelenésükre a közeljövőben nem számíthatunk.