HARMADIK GENERÁCIÓS SZÁMÍTÓGÉPEK: ELŐZMÉNYEK, JELLEMZŐK, HARDVER, SZOFTVER - TECHNOLÓGIA - 2025

A számítógépek harmadik generációja az integrált áramköreken alapuló számítógépes technológiára vonatkozik, amelyet 1963 és 1974 között használtak. Az integrált áramkörök különféle elektronikus alkatrészeket, például tranzisztorokat és kondenzátorokat kombináltak.

Nagyon kicsi tranzisztorokat állítottak elő, amelyeket egyetlen félvezetőben lehet elrendezni, és ezáltal a számítógépes rendszerek általános teljesítménye drámaian javul.

IBM 360 Forrás: flickr.com, Don DeBold. Megnevezés 2.0 Általános (CC BY 2.0)

Ezek az áramkörök - költség és teljesítmény szempontjából - felülmúlják a vákuumcsöveket és a tranzisztorokat. Az integrált áramkörök költsége nagyon alacsony volt. Ezért a harmadik generációs számítógépek fő jellemzője az volt, hogy az integrált áramköreket számítástechnikai eszközként kezdték használni, amelyeket továbbra is a jelenlegi generációig használtak.

A harmadik generáció alapvetően fordulópont volt a számítógépek életében. Lyukasztott kártyákat és nyomtatókat cseréltek az operációs rendszerhez csatlakoztatott billentyűzetekre és monitorokra.

Ekkor a számítógépek kisebb méretük és megfelelőbb költségeik miatt könnyebben elérhetők voltak a közönség számára.

Moore törvénye

Ezen számítógépek megvalósítását a Moore 1965-ben közzétett törvényével is összehangolták.

Ez a törvény kimondta, hogy mivel a tranzisztor mérete ilyen gyorsan csökken, a következő tíz évben az új mikrochipre illeszkedő tranzisztorok száma kétévente megduplázódik. Tíz év után, 1975-ben, ezt az exponenciális növekedést minden öt évre kiigazították.

A harmadik generáció során a processzort sok integrált áramkör felhasználásával építették fel. A negyedik generációban az volt, hogy egy teljes processzort egyetlen szilikon chipen lehet elhelyezni, amelynek mérete kisebb volt, mint a postai bélyeg.

Manapság szinte az összes elektronikus eszköz valamilyen típusú integrált áramkört használ az áramköri lapokra.

A harmadik generáció származása és története

A tranzisztorok hatalmas javulást jelentettek a vákuumcsövekhez képest, ám ezek még mindig sok hőt generáltak, és a számítógép alkatrészeit károsítják. Ezt a helyzetet a kvarc érkezése oldotta meg.

A tranzisztorok méretét kicsinyítették, és szilícium félvezetőkre helyezték őket, más néven chipeket is. Ilyen módon a tranzisztorokat kicserélték az integrált áramkörre vagy chipre. A tudósoknak sok komponenst sikerült egyetlen chipekre helyezni.

Ennek eredményeként a számítógép egyre kisebb lett, mivel több komponenst tömörítettek egyetlen chipre. Emellett képesek voltak növelni a harmadik generációs számítógépek sebességét és hatékonyságát.

Integrált áramkör

A harmadik generációban az integrált áramköri vagy mikroelektronikai technológia vált a legfontosabb zászlóshajóvá.

Jack Kilby, a Texas Instruments és Robert Noyce, a Fairchild Semiconductor volt az első, aki 1959-ben fejlesztette ki az integrált áramkör ötletét.

Az integrált áramkör egyedülálló eszköz, amely belsőleg számos tranzisztort, regisztert és kondenzátort tartalmaz, amelyek egyetlen vékony szilikondarabból készülnek.

Az első integrált áramkör csak hat tranzisztort tartalmazott. Nehéz összehasonlítani a jelenleg alkalmazott integrált áramkörökkel, amelyek akár több száz millió tranzisztort tartalmaznak. Rendkívüli fejlemény kevesebb, mint fél évszázad alatt.

Ezért tagadhatatlan, hogy a számítógép mérete egyre kisebb lett. Ennek a generációnak a számítógépek kicsik, olcsók, nagy memóriájúak, a feldolgozási sebesség nagyon magas.

A számítógépek harmadik generációjának jellemzői

Ezek a számítógépek rendkívül megbízhatóak, gyorsak és pontosak, olcsóbbak, bár még mindig viszonylag drágák. Nem csak a méretét csökkentette, hanem az energiaigényt és a hőtermelést is.

A felhasználók kölcsönhatásba léphetnek a számítógéppel billentyűzetek és képernyőmonitorok révén mind az adatok bevitele és kimenete érdekében, mind pedig az operációs rendszerrel, a hardver és a szoftver integrációjának elérése érdekében.

Az adatkommunikáció előmozdításával elérte a képességet a többi számítógéppel történő kommunikációra.

A számítógépeket a népszámlálás, valamint a katonai, banki és ipari alkalmazások során használták.

Használt technológia

A tranzisztorokat az elektronikus áramkörükben az integrált áramkör váltotta fel. Az integrált áramkör egyetlen elem volt, amely nagyszámú tranzisztort tartalmazott.

Feldolgozási sebesség

Az integrált áramkörök használata miatt a számítógépek teljesítménye gyorsabb és pontosabb lett.

Sebessége csaknem 10 000-szer nagyobb volt, mint az első generációs számítógépeknél.

Tárolás

A memória kapacitása nagyobb volt, és százezer karakter tárolható, korábban csak tízezrek. Elsődleges memóriaként félvezető memóriát, például RAM-ot és ROM-ot használtunk.

A külső lemezeket tárolóeszközként használták, amelyeknek az adatokhoz való hozzáférése véletlenszerű volt, milliókarakteres tárolási kapacitással.

Fejlett szoftver

- A magas szintű programozási nyelveket továbbfejlesztették. A programok kidolgozásához olyan magas szintű nyelveket használnak, mint a FORTAN, BASIC és mások.

- Képesség multiprocessing és multitasking. A több program egyidejű végrehajtásának képességét a multi-programozás telepítésével fejlesztették ki.

Hardver

Ez a generáció bevezette a „számítógépek családja” koncepcióját, amely arra késztette a gyártókat, hogy hozzanak létre olyan számítógépes összetevőket, amelyek kompatibilisek más rendszerekkel.

Jelentősen javult az interakció a számítógépekkel. Bevezették az adatkimenetre szolgáló videó terminálokat, ezzel helyettesítve a nyomtatókat.

A billentyűzetet az adatbevitelhez használták, ahelyett, hogy lyukasztott kártyákat kellene kinyomtatniuk. Új operációs rendszereket vezettek be az automatikus feldolgozáshoz, csakúgy, mint a többszörös programozás.

A tárolást illetően a kiegészítő terminálok esetében a mágneses tárcsák kezdték a mágnesszalagok cseréjét.

Integrált áramkör

A számítógépek ebben a generációjában az integrált áramköreket használták fő elektronikus alkatrészként. Az integrált áramkörök fejlesztése a mikroelektronika új területét hozta létre.

Az integrált áramkör segítségével a tranzisztor megtervezéséhez használt összetett eljárások megoldására törekedtek. A kondenzátorok és a diódák kézi csatlakoztatása a tranzisztorokhoz időigényes és nem teljesen megbízható.

A költségcsökkentésen túl a több tranzisztor egyetlen chipen történő elhelyezése jelentősen megnöveli bármely számítógép sebességét és teljesítményét.

Az integrált áramkör alkotóelemei lehetnek hibrid vagy monolitok. A hibrid integrált áramkört akkor kell elvégezni, amikor a tranzisztor és a dióda külön helyezkedik el, míg a monolitikus akkor, amikor a tranzisztor és a dióda egyetlen chipen van elhelyezve.

szoftver

Operációs rendszer

A számítógépek operációs rendszer szoftvereket kezdett használni a számítógépes hardverek és erőforrások kezelésére. Ez lehetővé tette a rendszerek számára, hogy különböző alkalmazásokat futtassanak egyszerre. Ezenkívül távoli feldolgozási operációs rendszereket is használtak.

Az IBM létrehozta az OS / 360 operációs rendszert. A szoftver növekedését nagyban javította annak köszönhető, hogy szétválasztották a szoftvert, és a hardvertől külön-külön értékesítették.

Magas szintű nyelvek

Noha a szerelési nyelvek nagyon hasznosnak bizonyultak a programozásban, folytatódtak a jobb nyelvek keresése, amelyek közelebb álltak a hagyományos angolhoz.

Ez a közönséges felhasználót megismerte a számítógéppel, ami a számítógépes ipar hatalmas növekedésének fő oka. Ezeket a nyelveket magas szintű nyelveknek nevezték.

A harmadik generációs nyelvek eljárási jellegűek voltak. Ezért eljárási orientált nyelvként is ismertek. Az eljárások megkövetelik, hogy tudd, hogyan oldják meg a problémát.

Minden magas szintű nyelvet úgy fejlesztettek ki, hogy megfeleljen egy bizonyos problémafajtára vonatkozó alapvető követelményeknek.

A felhasználó által használt magas szintű nyelvek a FORTRAN, COBOL, BASIC, PASCAL, PL-1 és még sok más.

Forrásprogram

A magas szintű nyelven írt programot forrásprogramnak nevezik. Ez az az elem, amelyet a programozó beír a számítógépbe az eredmények elérése érdekében.

A forrásprogramot objektumprogrammá kell konvertálni, amely a nulla és a számítógép által érthető nyelve. Ezt egy fordítónak nevezett közbenső program végzi. A fordító a használt nyelvetől és a géptől függ.

Találmányok és szerzőik

Integrált áramkör

Ez egy olyan áramkör, amely nagyszámú elektronikus alkatrészből áll egyetlen szilikon chipre egy fotolitográfiai folyamaton keresztül.

Elsőként 1959-ben tervezték Jack Kilby, a Texas Instrument és Robert Noyce, a Fairchild Corporationnél. Fontos találmány volt a számítástechnika területén.

Kilby az integrált áramkört germániumra, míg Noyce egy szilikon chipre építette. Az első integrált áramkört 1961-ben használták fel.

IBM 360

Az IBM 1964-ben találta fel ezt a számítógépet. Kereskedelmi és tudományos célokra használták fel. Az IBM körülbelül 5 milliárd dollárt költött a System 360 fejlesztésére.

Ez nem egyszerűen egy új számítógép, hanem a számítógépes tervezés új megközelítése volt. Ugyanazt az architektúrát vezette be az eszközök családjára.

Vagyis egy olyan program, amely a család egyik gépein fut, úgy a többi is futhat.

UNIX

Ezt az operációs rendszert 1969-ben találta fel Kenneth Thompson és Dennis Ritchie. A UNIX volt az első számítógépek operációs rendszere, amelyet C nevű nyelven írtak. Végül a UNIX sokféle verziója volt.

A UNIX a munkaállomások vezető operációs rendszerévé vált, de a PC-piacon alacsony népszerűsége volt.

Pascal

Ezt a nyelvet Blaise Pascal, a 17. századi francia matematikus nevére nevezték el, aki az egyik első mechanikus adagológépet építette. Először oktatási eszközként fejlesztették ki.

Niklaus Wirth az 1960-as évek végén fejlesztette ki ezt a programozási nyelvet. Pascal nagyon strukturált nyelv.

Kiemelt számítógépek

IBM 360

A harmadik generáció az IBM 360 számítógépcsalád bevezetésével indult, amely vitathatatlanul a legfontosabb gép, amelyet ebben az időszakban építettek.

A nagy modellek legfeljebb 8 MB főmemóriával rendelkeztek. A legkisebb kapacitású modell a 20. modell volt, csupán 4 kt memóriával.

Az IBM e számítógépek sorozatának tizennégy modelljét szállította, ideértve az egyszeri modelleket a NASA számára.

A család egyik tagja, a Model 50, másodpercenként 500 000 összeget tud végrehajtani. Ez a számítógép körülbelül 263-szor gyorsabb volt, mint az ENIAC.

Ez meglehetősen sikeres számítógép volt a piacon, mivel lehetővé tette a választást a különféle típusú beállítások között. Az IBM 360 sorozat minden számítógépe ugyanakkor ugyanazt az utasításokat alkalmazta.

Honeywell 6000

A sorozat különféle modelljei tartalmaztak egy továbbfejlesztett utasításkészletet, amely a decimális aritmetikát hozzáadta a műveletekhez.

Ezekben a számítógépekben a CPU 32 bites szavakkal működött. A memóriamodul 128 ezer szót tartalmazott. A rendszer támogathat egy vagy két memória modult, legfeljebb 256 ezer szóig. Különböző operációs rendszereket használtak, mint például a GCOS, a Multics és a CP-6.

PDP-8

1965-ben a DEC fejlesztette ki. Ez egy kereskedelmi szempontból sikeres mini számítógép volt. Abban az időben ezek a számítógépek voltak a legkeresettebb számítógépek a történelemben. Rendelkezésre álltak asztali modellekben és alváztartókban.

Kisebb utasításokat tartalmazott. 12 bitet használt a szó méretéhez.

Számos jellemzőjük volt, mint például az alacsony költség, az egyszerűség és a bővíthetőség. Ezen számítógépek tervezése megkönnyítette a programozást a programozók számára.

Előnyök és hátrányok

Előny

- Az integrált áramkörök fő előnye nemcsak kis méretük volt, hanem teljesítménye és megbízhatósága is, felülmúlva a korábbi áramköröket. Az energiafogyasztás jóval alacsonyabb volt.

- A számítógépek ezen generációjának nagyobb számítási sebessége volt. A számítási sebességüknek köszönhetően nagyon eredményesek voltak. Tudták kiszámítani az adatokat nanosekundumban

- A számítógépek mérete kisebb volt az előző generációkhoz képest. Ezért kisebb méretük miatt könnyen szállíthatók egyik helyről a másikra. Nagyon könnyen telepíthetők, és telepítésükhöz kevesebb hely szükséges.

- Kevesebb hőt termeltek a számítógépek előző két generációjához képest. A sérülések elkerülése érdekében belső ventilátort használták a hőkisüléshez.

- Sokkal megbízhatóbbak, és ezért ritkábban igényeltek karbantartási programot. Ezért a karbantartási költségek alacsonyak voltak.

- Kevésbé költséges. A kereskedelmi termelés jelentősen megnőtt.

- Nagy tárolókapacitásuk volt.

- Általános célra használták fel.

- Az egeret és a billentyűzetet kezdték használni parancsok és adatok bevitelére.

- Magas szintű nyelvekkel használható.

hátrányok

- A légkondicionálónak továbbra is rendelkeznie kellett.

- Az integrált áramköri chip gyártásához szükséges technológia nagyon kifinomult.

- Az integrált áramköri chipeket nem volt könnyű karbantartani.

Irodalom

1. Benjamin Musungu (2018). A számítógépek generációi 1940 óta a jelenig. Kenyaplex. Forrás: kenyaplex.com.
2. Enciklopédia (2019. Generációk, Számítógépek. Készült: encyclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). A számítógépfejlesztés története és a számítógép generálása. Forrás: wikieducator.org.
4. Prerana Jain (2018). Számítógépek generációi. Tartalmazza a Súgót. Feltöltve: includehelp.com.
5. Kullabs (2019). A számítógép generálása és jellemzői. Forrás: kullabs.com.
6. Byte-Notes (2019). A számítógépek öt generációja. Forrás: byte-notes.com.
7. Alfred Amuno (2019). Számítógépes történelem: A számítógépek nemzedékeinek osztályozása. Turbo Future. Forrás: turbofuture.com.
8. Stephen Noe (2019). 5 A számítógép generálása. Stella Maris Főiskola. Feltöltve: stellamariscollege.org.
9. Oktatóanyag és példa (2019). Harmadik generációs számítógép. Forrás: tutorialandexample.com.