نسل های کامپیوتر و ویژگی های آنها

نسل های کامپیوتر و ویژگی های آنها

اختراع کامپیوتر کی اتفاق افتاد؟بیش از 3000 سال از اختراع چرتکه می‌گذرد. در قرن 17 (سال 1642)، بلز پاسکال برای کمک به پدرش که در اداره دارایی کار می‌کرد، ماشین حساب ساده مکانیکی با چند اهرم و چرخ دنده ساخت که می‌توانست عملیات جمع و تفریق تا 8 رقمی را انجام دهد. سی سال بعد لایب نیتز، ریاضیدان آلمانی اختراع پاسکال را کامل کرد و دستگاهی ساخت که می‌توانست عمل ضرب، تقسیم و جذر را نیز انجام دهد و آن را ماشین محاسب نامید.

چارلز بابیج نیز یکی دیگر از کسانی بود که سال‌های زیادی از عمر خود را صرف طراحی و ساخت ماشین‌های محاسبه‌گر نمود. وی در ابتدا دستگاه محاسبه‌گر تفاضلی (Difference Engine) را طراحی کرد و قسمتی از آن را ساخت. اما اختراع وی کامل نشد. در این میان ماشین تحلیل‌گر (Analytical Engine) را نیز طراحی نمود که می‌شد به آن برنامه داد و قسمت‌های مختلفی از رایانه‌های امروزی را در ساختمان خود داشت. به همین علت از بابیج به عنوان “پدر کامپیوتر” یاد می‌شود. همکار و مشوق اصلی بابیج، خانم آگوستا آدا بود. او برنامه‌های ماشینی(نرم‌افزار) را طراحی می‌کرد و طرح‌های برای اصلاح کار ارائه می‌داد. آگوستا آدا اولین برنامه‌نویس و بنیانگذار برنامه‌نویسی بود.

از ده پنجاه میلادی تا کنون هر ده سال یکبار فن‌آوری ساخت کامپیوترها بقدری پیشرفت کرده است که هر دسته از آن‌ها را جز، نسلی نو به شمار می‌آورند.

نسل اول (حدود 1955-1945): ساخت اولین کامپیوتر الکترونیکی بنام انیاک (ENIAC) در دانشگاه هاروارد که در آن از لامپ خلآ و رله که خاصیتی دو حالت دارند، استفاده بود، این نسل را به وجود آورد.انیاک کامپیوتر بزرگی بود که بیش از 30 تن وزن داشت و مساحتی در حد یک ساختمان را اشغال می‌کرد. در این کامپیوترها از 18000 لامپ خلآ استفاده شده بود و مسئله تهویه و خنک کردن کامپیوترها مسئله مهم و دشواری بود.

ویژگی‌های این نسل عبارتند از:

1-‌ دارای کاربردهای ویژه و تک منظوره بودند.

2- کلیه برنامه‌ها به زبان ماشین (صفر و یک) نوشته می‌شد.

3- حافظه از لامپ خلآ و رله ساخته می‌شد.

نسل‌ دوم (حدود 1965-1955): پساز اختراع ترانزیستور و بکارگیری آن در مدارات الکترونیکی نسل دوم کامپیوترها به وجود آمد.

ویژگی‌های این نسل عبارتند از:

1-‌ استفاده از ترانزیستور به جای لامپ خلآ و رله. ترانزیستورها ارزانتر، سریع‌تر، کم ‌حجم‌تر، کوچکتر و کم مصرف‌تر از لامپ خلآ هستند و حرارت تولیدی آن‌ها بسیار کمتر بوده و عماکرد آن‌ها مشابه لامپ خلا است.

2-‌ دارای کاربردهای همه منظوره بودند.

3- از دیگر خصوصیات این دوره‌ ایجاد زبان‌های برنامه‌نویسی (اسمبلی) و ساخت دیسک‌های مغناطیسی بود.

4- کامپیوترهای کوچک که اکثر نیازهای علمی دانشگاه‌ها و نیازهای تجاری شرکت‌ها را برطرف می‌ساختند در این درره تولید شدند.

نسل سوم (1975- 1965): مدارات الکترونیکی از اجزا و قطعات الکترونیکی گوناگونی ساخته می‌شوند. هر مدار الکترونیکی بسته به هدف کار خود شامل قطعات الکترونیکی ویژه‌ای می‌باشد. با این اندیشه دانشمندان مدارات مجتمع  الکترونیکی را کوچکتر کرده و در یک جعبه یا بسته قرار داده‌اند که به این مدارات مجتمع اصطلاحا IC گفته می‌شود.

ویژگی‌های این نسل عبارتند از:

1-‌ استفاده از مدارات‌مجتمع (‌ICها) یا تراشه ((Chip  و استفاده از حافظه‌های نیمه‌هادی(مدارات‌مجتمع شامل تعداد زیادی ترانزیستور و دیگر المان‌های الکتریکی است).

2- بدلیل استفاده از تراشه حجم این کامپیوترها کمتر و ظرفیت حافظه چند برابر شد.

3- هماهنگی بیشتر نرم‌افزار با سیستم‌عامل.

4- استفاده از وسایل ضبط اطلاعات با دسترسی مستقیم.

5- اجرای همزمان چند برنامه با یکدیگر.

6- بکارگیری زبان‌های سطح بالا.

7- استفاده از روش On-Line.

8– قدرت ارتباط با نقاط دور و متعدد و همچنین ایجاد سازگاری بیشتر با یکسری از کامپیوترها.

9- ساخت رایانه‌های محاوره‌ای و چند کاربره در این نسل.

در این نسل نرم‌افزارها جداگانه به فروش می‌رسید و نه بعنوان بخشی  از کامپیوتر. این امر باعث ایجاد صنعت نرم‌افزار شد.

 نسل چهارم (1975 تا کنون): ویژگی بارز این نسل از کامپیوترها، استفاده از مدارات مجتمع با تراکم بالا ( (Large Scale Integration و با تراکم بسیاربالا ( (Very Large Scale Integrationمی‌باشد.

دیگر ویژگی‌های این نسل عبارتند از:

1‌- دارای سرعت و حافظه خیلی زیاد.

2-حجم و قیمت اندک

3- نرم‌افزارها و سیستم‌عامل‌های مشهوری برای آن‌ها وجود دارد.

4- ساخت CPU در یک تراشه به نام ریز پردازنده(Microprocessor)و ساخت ریزکامپیوتر

5- گسترش شبکه‌های و کامپیوترهای شخصی

وجه مشخصه  نسل ‌چهارم استفاده از ریزپردازنده است.

نکته: ریزپردازنده، تراشه‌ای است که تمام اجزای پردازشگر در آن قرار دارد.

 نسل پنجم: به کامپیوترهایی که براساس تکنیک‌های هوش مصنوعی عمل می‌کنند گفته می‌شود.

 نسل ششم: این نسل از کامپیوترها در حال طراحی و پیاده‌سازی است؛ اما چون در ابتدای راه هستیم نمی‌توان با قاطعیت کفت ویژگی‌های این نسل چیست. فقط می‌توان به این نکته اشاره کرد که بخشی یا‌ بخش‌هایی از مغز بشر به صورت مدارات طراحی خواهند شد و در ساخت این کامپیوترها بکار خواهند رفت. از ویژگی‌های این نسل می‌توان به این نکته اشاره کرد که کامپیوترهای این نسل علاوه بر فکر کردن، تصمیم هم خواهند گرفت.

اهداف کلی دانشمندان  از اختراع نسل‌های جدید کامپیوتر را می‌توان چنین برشمرد:

1-‌کوچکتر کردن اندازه کامپیوتر

2- هزینه ساخت کمتر

3- مصرف انرژی کمتر

4- تعمیر و نگهداری ساده‌تر

5- سرعت بیشتر در پردازش اطلاعات

6- هوشمندی

7- ظرفیت ذخیره‌سازی اطلاعات بالا