Generatii de calculatoare

Clasificarea a fost făcută după:
- Arhitectura sistemelor;
- Tehnologia de construcţie a componentelor (tuburi electronice, tranzistoare, circuite integrate);
- Tipul memoriei interne/externe;
- Modalităţile de procesare a programelor;
- Caracteristicile sistemelor de operare;
- Limbajele de programare folosite.

Prima generaţie de calculatoare (1938-1953)

Arhitectura von Neumann aşa cum a rămas ea numită în istorie (John von Neumann, 1947), stabileşte principalele componente care stau la baza computerului modern de astăzi:
- unitatea aritmetico-logica (ALU);
- unitatea de comanda şi control (CONTROL UNIT);
- unitatea de memorie (MEMORY), pentru stocarea datelor şi instrucţiunilor;
- unitatea de intrare (INPUT);
- unitatea de ieşire (OUTPUT).

Arhitectura von Neumann

Calculatoarele ulterioare si mai târziu microprocesoarele au implementat această arhitectură, care a devenit un standard.

Prima generaţie de calculatoare se caracterizează prin:

- utilizarea tuburilor electronice pentru circuitele logice;
- memorii de capacităţi reduse (1000-4000 cuvinte) formate din tamburi magnetici; nu existau deosebiri între memoria internă şi memoria externă;
- se folosea limbajul maşină şi de asamblare în programare;
- operatorii umani aveau rolul de a aşeza o serie de comutatoare pe poziţiile 0 sau 1 conform schemelor cerute de program.

Calculatoarele erau destinate calculelor ştiinţifice şi comerciale.

A doua generaţie de calculatoare (1954-1963)

Este caracteristică prin trecerea de la tuburi electronice la tranzistoare pentru realizarea circuitelor logice (primul tranzistor – decembrie 1947 – William Shockley, Walter Brattain şi John Bardeen de la Bell Laboratories, SUA).
- calculatoarele din cea de-a doua generaţie aveau în jur de 100 de instrucţiuni complexe, memorie de tip magnetic şi dispozitive periferice;
- apare separarea între memoria internă (pe inele de ferită) şi memoria externă (tambur magnetic, apoi benzi şi discuri magnetice);
- viteza de lucru este mărită (mii si sute de mii de operatii pe secundă);
- prelucrarea se făcea secvenţial prin intermediul unui sistem de operare simplu (FMS şi IBSYS pentru maşina de calcul IBM 7094), folosindu-se atât limbajul de asamblare cât şi limbaje evoluate;
- încep să fie folosite limbaje de nivel înalt – FORTRAN (1956), ALGOL, COBOL (Common Business Oriented Language – limbaj orientat spre aplicaţiile de afaceri), BASIC (după 1960).

Calculatoarele erau folosite în mare parte pentru calcule ştiinţifice, rezolvarea sistemelor de ecuaţii liniare şi neliniare, ecuaţii diferenţiale etc.

A treia generaţie de calculatoare (1964-1980)

În 1965 Jack St. Clair Kilby creează în cadrul firmei Texas Instruments primele circuite integrate care vor fi folosite ca elemente logice.

A III-a generaţie de calculatoare se caracterizează prin utilizarea circuitelor integrate pescară mică (SSI – Small Scale Integration) şi medie (MSI – Medium Scale Integration).
- se folosesc discul magnetic ca memorie externă, monitoare şi tastaturi pentru intrarea şi ieşirea datelor;
- apar primele sisteme de operare complete care reduc la minimum intervenţia operatorilor umani.

A patra generaţie de calculatoare (1981 – prezent)

Se introduc circuitele integrate cu grad mare şi foarte mare de integrare care pot conţine sute de mii şi milioane de tranzistoare (LSI – Large Scale Integration, VLSI – Very Large Scale Integration).

Folosirea microprocesorului şi a microprogramării a oferit calculatoarelor posibilitatea utilizării unui set complex de instrucţiuni şi asigură un grad sporit de flexibilitate.

A cincea generaţie de calculatoare (prezent – viitor)

Calculatoarele din cea de-a cincea generaţie sunt încă în faza de dezvoltare. Ele se bazează pe utilizarea:
- inteligenţei artificiale;
- circuitelor integrate specializate;
- procesării paralele;
- superconductorilor;
- procesării moleculare şi cuantice – se bazează pe anumite proprietăţi ale atomilor şi nucleelor care le permit să lucreze împreună drept biţi cuantici (“qubits“) pentru a fi utilizaţi de procesor şi memorie;
- nanotehnologiilor.

Există unele aplicaţii ale celei de-a cincea generaţii de calculatoare care sunt deja utilizate astăzi, cum ar fi recunoaşterea vorbirii. Scopul principal al celei de-a cincea generaţii de calculatoare este acela de a dezvolta echipamente capabile să răspundă limbajului natural uman şi să fie capabile de învăţare şi organizare proprie.