Momentul
initial al istoriei calculatoarelor este, de obicei
legat de numele matematicianului englez Charles Babbage.
El a propus în anul 1830 o Masina Analitica care
a anticipat în mod fascinant structura calculatoarelor
actuale. Ideile sale au devansat cu peste 100 de ani
posibilitatiile tehnologice ale vremii sale. Înaintea
a mai fost încercari în acest domeniu ale
lui Leibnitz si Pascal (sec al XVII-lea) .
Urmatorul
moment de referinta este anul 1937, când Howard
Aiken, de la Universitatea Harvard a propus Calculatorul
cu secventa de Comanda Automata, bazat pe o combinatie
între ideile lui Babbage si calculatoarele elertromecanice,
produse de firma IBM. Constructia acestuia a început
în anul 1939 si s-a terminat în anul 1944,
fiind denumit Mark I . El a fost în principal
primul calculator electromecanic, fiind alcatuit din
comutatoare si relee.
Înlocuirea
releelor cu tuburi electronice a constituit un important
pas înainte. Rezultatul a fost concretizat în
calculatorul ENIAC ( Electronic Numerical Integrator
And Computer ), primul calculator electronic digital.
El contine circa 18.000 de tuburi electronice si executa
5.000 de adunari pe secunda, având o memorie de
20 de numere reprezentate în zecimal. Programarea
sa se realiza prin pozitionarea a circa 6.000 de comutatoare,
cu mai multe pozitii. O semnificatie aparte o are faptul
ca în arhitectura calculatoarelor Mark I si ENIAC,
intrau mai multe elemente de calcul, ce lucrau în
paralel la o problema comuna, fiind dirijate de o singura
unitate de comanda . Aceasta solutie a fost aleasa datorita
vitezei reduse a fiecarei unitati de calcul, în
parte. La versiunea urmatoare s-a renuntat la aceasta
structura paralela de calcul, deoarece s-a considerat
ca viteza unei unitati de calcul, realizata cu circuite
electronice, este suficienta . Solutia prelucrarii paralele
a fost reluata ulterior dupa anii 80’ pentru marirea
performantelor unui sistem de calcul; astfel în
1996 Firma INTEL a realizat un supercalculator ce foloseste
peste 7000 de procesoare PENTIUM utilizând tehnica
„de calcul masiv” (utilizat pentru simularea
testelor nucleare, în cercetari genetice, spatiale,
meteorologice).
De
remarcat ca la realizarea primelor calculatoare, în
calitate de consultant al echipei, a lucrat si matematicianul
John von Neumann, unul dintre matematicienii importanti
ai secolului XX. De altfel, la realizarea calculatorului
EDVAC ( primul calculator cu circuite electronice )
el a stabilit 5 caracteristii principale ale calculatorului
cu program memorat :
1.
Trebuie sa posede un mediu de intrare, prin intermediul
caruia sa se poata introduce un numar nelimitat de
operanzi si instructiuni .
2. Trebuie sa posede o memorie, din care sa se citeasca
instructiunile si operanzii si în care sa se
poata memora rezultatele.
3. Trebuie sa posede o sectiune de calcul, capabila
sa efectueze operatii aritmetice si logice, asupra
operanzilor din memorie.
4. Trebuie de asemenea sa posede un mediu de iesire,
prin intermediul caruia un numar nelimitat de rezultate
sa poata fi obtinute de catre utilizator.
5. Trebuie sa aiba o unitate de comanda , capabila
sa interpreteze instructiunile obtinute din memorie
si capabila sa selecteze diferite moduri de desfasurare
a activitatii calculatorului pe baza rezultatelor
calculelor.
Primul calculator comercializat a fost UNIVAC (UNIversal
Automatic Computer ) realizat pe structura calculatorului
EDVAC, în anul 1951. În anii urmatori,
dezvoltarea calculatoarelor a devenit exploziva, la
mai putin de zece ani intervenind câte o schimbare
care a fost interpretata drept aparitia unei noi generatii
de calculatoare. Ele pot fii clasificate astfel :
Generatia I (1946-1956) caracterizata prin :
• Hardware: relee, tuburi electronice ;
• Software: programe cablate, cod masina, limbaj
de asamblare ;
• Capacitate de memorie : 2 Kocteti ;
• Viteza de operare : 10.000 de operatii/sec.
;
• Calulatoare : ENIAC, UNIVAC, IBM ;
Generatia a II–a (1957-1963) marcata de aparitia
tranzistorului
• Hardware: tranzistoare, memorii cu ferite,
cablaj imprimat ;
• Software : limbaj de nivel înalt ( Algol,
Fortan)
• Memorie : 32 Kocteti ;
• Viteza : 200.000 de instructiuni/sec
• Calculatoare : IBM 7040, NCR501 ;
Generatia a III–a (1964- 1981) caracterizata
prin :
• Hardware : circuite integrate ( la început
pe scara redusa, apoi pe scara medie si larga ; scara
de integrare se refera la numarul de componente electronice
pe unitatea de suprafata ), cablaje imprimate multistrat
, discuri magnetice, apararitia primelor microprocesoare
;
• Software : limbaje de nivel foarte înalt,
programare orientata pe obiecte B.Pascal, programare
structurata LISP, primele programe pentru grafica
si baze de date .
• Memorie : 1÷2 Mocteti ;
• Viteza : 5.000.000 de operatii/sec ;
• Calculatoare : IBM 370 , FELIX
• Comunicatii : Primele comunicatii prin satelit,
transmisia de date prin fibra optica.
Generatia a IV-a (1982-1989) caracterizata prin :
• Hardware: circuite integrate pe scara foarte
mare ( VLSI ) , sisteme distribuite de calcul, apar
microprocesoarele de 16/32 biti, primele elemente
optice (discurile optice ) ;
• Software : Pachete de programe de larga utilizare,
sisteme expert , sisteme de operare, se perfectioneaza
limbajele de programare orientate pe obiect, baze
de date relationale ;
• Memorie : 8÷10 Mocteti ;
• Viteza : 30 de milioane de instructiuni/sec
;
• Caculatoare : INDEPENDENT, CORAL, IBM (apar
mai multe versiuni)
Generatia
a V-a ( 1991- 2002 ) în curs de dezvolatare
• Hardware : circuite integrate pe scara ultralarga
ULSI ( proiectare circuite integrate 3D ), arhitecturi
paralele, alte solutii arhitecturale noi ( retele
neurale etc. ), proiectele galiu-arsen .
• Software : limbaje concurente,programare functionala,
prelucrare simbolica , baze de cunostiinte, sisteme
expert evoluate,programe de realitate virtuala, acum
apar si sistemele de operare windows. Aceasta perioada
este marcata de aparitia internetului si extinderea
rapida a acestei retele mondiale.
• Memorie : de la zeci,sute de Mocteti pâna
la Gocteti ;
• Viteza : 1G de instructiuni /sec – 3
G de instructiuni/sec
• Comunicatiile: au atins un nivel nemaiintâlnit..
emisiile radio de ordinul GHz, retele globale pe fibra
optica , retele de comunicare prin satelit.
Calculatoare : o gama foarte larga de calculatoare
.