0. generace počítačů
Za počítače nulité generace jsou považovány elektromagnetické počítače, jejichž základem byla součástka nazývaná elektromagnetické relé. Tyto počítače pracovaly většinou s taktovací frekvencí kolem 100 Hz (100 operací za sekundu).
V roce 1938 Konrad Zuse dokončil první experimentální model počítače V1, který byl později přejmenován na Z1, v roce 1941 Z2 a Z3 a o rok později Z4. V roce 1943 Howard Aiken a Grace Hopper dokončili počítač MARK 1 a v roce 1947 Aiken sestavil MARK 2.
Nevýhodou reléových počítačů byly jejich velké rozměry a značná hlučnost. Nevýhodou bylo také to, že mechanické části elektromagnetického relé se opotřebovávaly třením. K chlazení bylo denně potřeba několik tun ledu.
1. generace
Za počítače první generace jsou označovány počítače konstruované pomocí elektronické součástky, kterou byla vakuová elektronka.
Počítač COLOSSUS Mark 1, vyrobený ke konci roku 1943, byl použit k dešifrování zpráv německého šifrovacího stroje Enigma.
V roce 1945 byl zkonstruován první univerzální plně elektronický počítač nazvaný ENIAC – Electronic Numerical Integrator and Computer. Byl chlazen dvěma leteckými motory. Programování spočívalo v propojování drátů a nastavování přepínačů, což mohlo trvat od půl hodiny až po celý den. Počítač mohl být nepřetržitě zapnutý pouze jednu hodinu, během níž vyhořela celá kazeta elektronkových trubic.
V roce 1945 John Von Neumann navrhl schéma počítače, která se používá dodnes. Navrhl, aby se program i data ukládaly do téže paměti. Základ návrhu jeho počítače EDVAC – Electronic Discrete Variable Automatic Computer spočíval v tom, že instrukce již nebylo nutné nastavovat pomocí přepínačů, ale mohly být pomocí děrovacích štítků uloženy do paměti.
John von Neumann – binární systém tvoří základ i dnešních počítačů. Zavedl pojem počítač s uloženým programem, kde program sdílí tutéž paměť jako data. Provádí se sekvenční zpracování programu.
Von Neumannova schéma počítače
Počítač se skládá z pěti základních částí:
- operační paměť – slouží k uchovávání zpracovávaného programu, dat a výsledků výpočtů.
- ALU – Arithmetic-Logic Unit – aritmeticko-logická jednotka: jednotka provádějící všechny aritmetické výpočty a logické operace.
- Řadič: řídící jednotka, která koordinuje činnost všech částí počítače. Toto řízení je realizováno prostřednictvím řídicích signálů, které jsou zasílány jednotlivým modulům.
- vstupní zařízení – slouží k zadávání programů a dat.
- výstupní zařízení – slouží k výstupu výsledků zpracovaných programem.
- generace
- do roku 1956
- základním stavebním prvkem byly elektronky
- procesor se podílel na všech vstupních i výstupních operacích
- rychlost operací byla řádově v milisekundách
- paměť tvořil magnetický buben, nerozlišovala se vnitřní a vnější paměť
- programy byly psány v strojovém kódu konkrétního počítače
- generace
- 1957–1963
- základním stavebním prvkem byly polovodiče – diody a tranzistory
- rychlost operací byla řádově v mikrosekundách
- kapacita paměti dosáhla několika megabajtů (MB)
- vznikaly první kompilátory a překladače
- neexistovala kompatibilita, strojové jazyky byly unikátní
- generace
- 1964–1981
- základním stavebním prvkem byly integrované obvody SSI – small-scale integration (malá integrace: do 10 prvků) a MSI – medium-scale integration (střední integrace: od 10 do 100 prvků)
- rychlost operací byla v řádu nanosekund
- kapacita pamětí dosahovala stovek megabajtů (MB)
- nastoupilo interaktivní zpracování, multiprogramování, multiprocesing
- rozvíjely se vyšší programovací jazyky
- zvyšovala se kompatibilita – slučitelnost softwaru a hardwaru od různých výrobců
- vlajkovou lodí této generace byly počítače IBM 360
- generace
- 1981–1990
- základním stavebním prvkem byly integrované obvody LSI – large-scale integration (velká integrace: od 100 do 5000 prvků)
- kapacita pamětí byla řádově v gigabytech (GB)
- rozvíjely se operační systémy a různorodé aplikační programy
- prosazovaly se mikropočítače
- došlo k rozvoji datové komunikace
- nastoupil rozvoj interaktivního zpracování, multiprogramování a multiprocesingu, prosadil se víceuživatelský interaktivní přístup a používání vyšších programovacích jazyků, kompilátorů a knihoven programů
- generace
- od roku 1990
- používají se integrované obvody VLSI – very large-scale integration (velmi velká integrace: od 5000 do 50 000 prvků) s neustále rostoucím počtem diskrétních prvků na čipu
- počítače jsou využívány k řešení úloh umělé inteligence:
- SLSI – super large-scale integration (50 000–100 000 prvků)
- ULSI – ultra large-scale integration (nad 100 000 prvků)
- počítače se učí rozumět řeči a obrazu
Současně s vývojem hardware probíhá i vývoj software ve generacích:
- programování ve strojovém kódu
- vývoj problémově orientovaných, avšak strojově ještě velmi blízkých programovacích jazyků FORTRAN, ALGOL 60 a COBOL
- vývoj operačních systémů s dialogovým režimem práce a databází, například PASCAL, C
- distribuované systémy – počítačové sítě, rozsáhlé možnosti komunikace, kvalitní pracovní prostředí
- zpracování znalostí, přirozený jazyk, zpracování hlasu…
