Scurt istoric al calculatoarelor

Scurt istoric al calculatoarelor

Introducere

Au trecut mai bine de doua decenii de cana firma IBM, prin cel mai bun si cel mai insprat studiu de marketing din domeniul calculatoarelor, a definit si a caracteriyat cel mai important segment de piata din domeniul tehnicii de calul, si cel al calculatoarelor personale profesionale.

Domeniul calculatoarelor personale, al arhitecturii IBM PC, a devenit cel mai dinamic, cel mai productiv doimeniu, care a facut din calculator un fenomen de masa, un instrument simplu, prietenos si eficae in activitatea economica, de proiectare, de management, in activitatea stiintifica, industriala de gestiune, in activitatea medicala, de invatamant, artistica etc.

Fiecare dintre noi intelegem importanta unui calculator si mai ales accesul la informatii, pe care calculatorul il poate media, intr-o era cum este Era Infoirmatiei. Astazi, din ce in ce mai multi oameni poseda suficiente cunostinte in modul de utilizare aa unui calculator, compatibil IBM, si in operarea unor programe simple, cum ar fi cele de editare text sau chiar cele de editare grafica. Dar cati dintre noi stim din ce este compus un calculator, cum functioneaza acesta sau, mai ales, care sunt caracteristicile de baza ale subansamblelor unui sistem de calcul.

Pe plan mondial este unanim recunoscut faptul ca orice activitate moderna, eficienta are la baza tehnica de calcul. Aceasta afirmatie a devenit de fapt o axioma. In tarile dezvoltate, toate domeniile in care lucreaza omul, incepand cu industria si comertul, ajungand pana la munca de birou si invatamant, cuprinzand medicina, transporturile, chiar si arta, sunt cel putin sprijinite de utilaje si aparate moderne, intre care calculatoarele ocupa un loc de funte. In ceea ce priveste calculatoarele, in ultimul deceniu s-a conturat tot mia clar o tendinta noua: trecerea de la sistemele mari si mini la claculatoare personale (microcalculatoare). Acestea si-au demonstrate din plin eficienta: posibilitatea utilizarii in cele mai variate domenii, viteza mare de lucru, adaptibilitate la cerintele celor mai diversi utilizatori, etc.

Ce este un PC?

Calculatorul este un echipament electronic ce permite prelucrarea automata a datelor sau realizarea unor sarcini, cum ar fi calculele matematice sau comunicatiile electronice, pe baza unor seturi de instructiuni, numite programe. Programele sunt seturi de comenzi sau instructiuni, ce se executa intr-o anumita ordine, care sunt culese si procesate de componentele electronice ale calculatorului, rezultatele fiind stocate sau transmise componentelor periferice, cum ar fi monitorul sau imprimanta.

Este de remarcat faptul ca din ce in ce tot mai multe elemente importante din arhitectura unui calculator au capatat individualitate, pastrandu-si bineinteles integrarea in sistem, prin acestu lucru urmarindu-se posibilitatea upgradeurilor fara a se inlocui intregul calculator. Astfel acestuia i se poate conferi titulatura de sistem de calcul, adica un ansamblu de doua componente: hardware (care cuprinde totalitatea componentelor electronice si mecanice) si software (care ruprinde totalitatea programelor utilizate).

Partea hardware cuprinde memoria care stocheaza datele si instructiunile ce permit calculatorului sa functioneze, unitatea centrala de procesare (CPU) care duce la indeplinire acele instructiuni, unitate BUS care conecteaza partile componente ale computerului, unitatile de intrare, ca de exemplu tastatura si mouse-ul, care permitu utilizatorului sa comunice cu cumputerul, unitatile de iesire, ca de exemplu imprimanta si monitorul, care permit computerului sa afiseze informatiile cerute de user, si altele.

Partea software este in general compusa din sistemul de operare si din programe utilitare care permit computerului managementul fisierelor sau al unor periferice.

Scurt istoric al calculatoarelor

Primele masini ce functionau automat au fost calculatoarele mecanice care faceau operatii matematice simple precum adunarea si scaderea.

Poate cel mai semnificativ in evolutia acestora a fost introducerea, in 1642, a masinii de calcul cu roti dintate (fig. 1) de catre matematicianul si filozoful francez Blaise Pascal (1623-1662). Limitata doar la adunare si scadere, asa zisele roti dintate sunt folosite si astazi la unele contoare mecanice si masini de calul.

Fig. 1

Nu a trecut mult ca oamenii de stiinta sa ralizeze ca rotile dintate ale lui Pascal pot face si inmultiri prin adunarea repetata a unui numar. Baron von Leubnitz (1646-1716) si mai tarziu Charles Babbage (1791-1871) au adaugat aceasta facilitate la calculatorul lui Pascal.

Aceste masini nu au functionat datorita tehnologiei de fabricatie care nu a permis constructia lor.

Un alt pas important in evolutia calculatoarelor a fost teoria matematicianului George Boole (1815-1864) prin care informatia se reprezenta prin doua stari logice: adevarat sau fals si care prin lucrarea sa "The laws of tought" - a creat o baza importanta pentru crearea fundamentelor matematicii moderne. In 1937, la aproape 75 de ani de la moartea lui Boole, Claude Shannon a facut legatura dintre circuitele electronice si algebra booleana. El a transferat circuitelor electronice cele doua stari logice prin introducerea de diferite nivele de voltaj pentru fiecare stare. Aceste comutatoare sunt utilizate pentru a reprezenta circuitul datelor elementare, numite unitati binare (biti).

Primele calculatoare electronice utilizau lampile (tuburi electronice cu functie de dioda) pe post de comutatoare. Lampile nu erau eficiente pe post de comutatoare. Consumau foarte mult curent electric si degajau o cantitate enorma de caldura. De asemenea, lampile erau si extraordinar de nesigure (in sistemele mari ceda una in doua ore).

Aparitia tranzistorului sau a semiconductorului a fost una din cele mai importante descoperiri care a condus la revolutionarea calculatoarelor. In esenta tranzistorul este un comutator electronic compact care a inlocuit vechea lampa. Avantajele acestuia sunt consumul redus de energie si dimensiunile reduse.

Trecerea la tranzistoare si aparitia in 1961 a circuitului integrat (inventat din 1959 de inginerii de la Texas Instruments), a declansat orientarea spre miniaturizare, care continua si astazi.

Scurta prezentare a generatiilor de calculatoare:

Prima generatie de calculatoare (1946 -1955) este marcata de aparitia primului calculator electronic, ENIAC, si cuprinde gama de calculatoare care prezinta urmatoarele caracteristici:

Au ca elemente constructive de baza tuburile electronice, releele si liniile de intarziere.

Pentru introducerea datelor se utilizau cartele sau benzi perforate.

Programarea se facea in cod-masina, bit cu bit.

Viteza de calcul si capacitatea de stocare a datelor erau mici.

Necesitau conditii speciale de instalare si functionare, consum mare de energie si munca pentru exploatare si intretinere. ENIAC

A doua generatie de calculatoare (1956 - 1963) este marcata de aparitia tranzistorului. Caracteristicile acestor sisteme de calcul erau:

Utilizau tranzistoarele in locul tuburilor electronice.

Prezinta mai multa siguranta in functionare, concomitent cu cresterea performantelor privind viteza de calcul, capacitatea memoriei si posibilitatile de programare.

Utilizeaza primele limbaje de programare evoluate.

Utilizeaza o gama sporita de echipamente periferice.

Se reduc ca gabarit , necesita consum mai mic de energie si sunt mai usor de intretinut si exploatat, fata de precedentele.   

IBM 7094 (calculator din generatia a II-a)

A treia generatie de calculatoare (1964 - 1970) este marcata de aparitia circuitelor integrate, care inlocuiesc tranzistorul. Aceste circuite concentreaza pe o suprafata mai mica o cantitate mai mare de componente active si pasive (tranzistori, diode, condensatori, rezistente etc.) ce constituie elementele de baza ale noilor calculatoare, care au mai fost numite si calculatoare cu circuite integrate.

Caracteristicile principale ale acestor calculatoare sunt:

Sunt orientate, in primul rand, spre usurarea si cresterea randamentului muncii intelectuale.

Cresterea considerabila a capacitatii de stocare a datelor si de prelucrare a acestora.

Utilizarea unei game extinse de limbaje evoluate si echipamente periferice.

Cresterea gradului de miniaturizare si simplificarea conditiilor de instalare, functionare si exploatare.

Fiabilitate sporita si cost redus.

A patra generatie (1970 - 1990) cuprinde calculatoarele electronice ce utilizeaza ca elemente    constructive de baza circuitele integrate generalizate pe scara medie (MSI) si mare (LSI). Se caracterizeaza prin:

Ultraminiaturizarea componentelor care sporesc performantele.

Creste viteza de calcul si capacitatea de stocare a datelor, concomitent cu reducerea timpului de acces la memorie.

Revolutioneaza distribuirea informaticii catre utilizatori, dezvoltarea retelelor de calculatoare, a bazelor de date si a teleinformaticii.

Apar si se raspandesc foarte rapid calculatoarele personale.

Are loc o standardizare a programarii, o monitorizare a functiilor calculatorului si o extindere a programarii prin hardware.

A cincea generatie (dupa anul 1990 si pana astazi) urmareste revolutionalizarea conceptiei tehnologice si a software-ului. Incepand cu aceasta generatie se realizeaza o conlucrare stransa intre latura hardware si cea software, aceasta din urma incercand chiar o devansare. Cele mai importante caracteristici ale calculatoarelor din aceasta generatie sunt:

Extinderea utilizarii microprocesoarelor ca elemente de automatizare a diferitelor functii specializate.

Cresterea gradului de inteligenta a calculatoarelor si a vitezei de lucru.

Realizarea de noi structuri hardware care sa corespunda unor sisteme software deja concepute.

Dezvoltarea perifericelor inteligente, capabile sa rezolve functiile ce le revin, degrevand unitatea centrala.

Realizarea unor calculatoare personale de inalta performanta cu facilitati multiple (calculatoare multimedia).

Tendinta de schimbare a conceptiilor hardware si software, prin realizarea si lansarea pe piata a unor noi tipuri de calculatoare.

Revolutionarea sistemului de comunicare om-calculator, prin utilizarea limbajului natural.

Generalizarea interogarii si raspunsului prin voce.

Trecerea de la informatica clasica la cea a inteligentei artificiale, care urmareste in primul rand prelucrarea cunostintelor.