Generatii de calculatoare - clasificarea sistemelor electronice de calcul

Generatii de calculatoare - Clasificarea sistemelor electronice de calcul

Trecerea de la prelucrarea mecanica a datelor (operatie realizata cu ajutorul masinilor de tabelat sau a unor masini electrice de birou) la prelucrarea electronica a insemnat un moment foarte important in istoria dezvoltarii tehnicii de calcul. Acest lucru s-a realizat la sfarsitul deceniului trei, inceputul celui de-al patrulea deceniu al secolului XX, cand importante descoperiri stiintifice din domeniul matematicii, fizicii, ingineriei electrice si statisticii, facute de universitari, au contribuit la aparitia primului calculator electronic. Astfel, primul calculator electronic numeric ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator) a fost construit de catre John Manelily, fizician la Universitatea din Pensylvania si J. Prosper Eckert, inginer la aceeasi universitate, in anul 1946.

Din acest moment si pana in zilele noastre inventiile din domeniul tehnicii electronice de calcul au fost organizate in generatii de calculatoare electronice.

Evolutia tehnicii electronice de calcul se poate divide in cinci generatii determinate, in principal de nivelul tehnologic, de modul de utilizare si de limbajele folosite in programare.

Prima generatie (1938-1953) se caracterizeaza prin utilizarea tuburilor electronice, fiind destinate calculelor stiintifice si comerciale. Programarea acestora se realiza in cod masina dispunand in acest scop de aproximativ 100 de instructiuni simple.

Generatia a doua (1954-1963) caracterizata prin folosirea tranzistorilor pentru realizarea de circuite logice fiind destinate in special pentru prelucrari stiintifice. Programarea acestor calculatoare putea fi realizata fie intr-un limbaj de asamblare, fie utilizand limbaje evoluate (FORTRAN, ALGOL). Primul calculator cu tranzistori a fost operational in anul 1954 (TRADIC), iar calculatorul IBM 1400 era cel mai popular.

O caracteristica a acestei generatii o constituie faptul ca utilizatorii aveau la dispozitie un sistem de operare simplu care le permitea o exploatare secventiala.

Cea de-a treia generatie de calculatoare (1964-1973) se caracterizeaza prin : folosirea circuitelor integrate; posibilitati sporite de adresare a memoriei; utilizarea unor dispozitive periferice diversificate care pot lucra in paralel; utilizarea unor sisteme de operare complexe si a unor limbaje de programare de nivel inalt, ce permit elaborarea programelor aplicative intr-un limbaj cat mai apropiat de vorbirea curenta in limba engleza. In aceasta perioada firma IBM lanseaza pe piata calculatorul IBM 360.

A patra generatie de calculatoare (1974 - inceputul anilor 1990) caracterizata prin folosirea circuitelor integrate pe scara larga si foarte larga in construirea calculatoarelor. Calculatoarele din aceasta generatie se caracterizeaza prin: folosirea unor memorii interne de mare capacitate; posibilitatea utilizarii mai multor procesoare; folosirea limbajelor de programare neprocedurale care permit gestionarea bazelor de date; dezvoltarea retelelor locale de calculatoare si chiar tratarea informatiilor si a cunostintelor.

Generatia a cincea (prezent si viitorul apropiat) se caracterizeaza prin utilizarea circuitelor integrate specializate in constructia calculatoarelor; utilizarea mai multor procesoare care pot lucra in paralel si permit prelucrarea cunostintelor.

Clasificarea sistemelor electronice de calcul

Data fiind varietatea mare sub care se prezinta sistemele electronice de calcul s-a impus o clasificare a acestora tinand seama de o serie de criterii printre care: tipul unitatii centrale de prelucrare si comanda; capacitatea de memorare (atat a memoriei interne cat si a celei externe); viteza de prelucrare; viteza de transfer a datelor dintre memoria interna si unitatile periferice; domeniul de folosire; configuratia unui sistem electronic de calcul; numarul utilizatorilor ce pot lucra simultan la calculator; costul echipamentului etc.

Tinand seama de toate aceste criterii, sistemele electronice de calcul se grupeaza in patru clase dupa cum urmeaza: microcalculatoare, minicalculatoare, calculatoare mainframe si supercalculatoare.

Microcalculatoarele numite si calculatoare personale sunt sisteme electronice de calcul ce utilizeaza un microprocesor ca o componenta de baza a unitatii centrale de prelucrare si care pot fi utilizate la un moment dat de catre o singura persoana. Alte caracteristici ale microcalculatoarelor ar fi: o arhitectura relativ simpla, capacitatea de memorare relativ mica (de la 640 KO la 64 MO) cu posibilitati de extindere; viteza de prelucrare de la 0,5 la 4 milioane de instructiuni pe secunda (MIPS) cu tendinta de crestere accentuata; posibilitatea de folosire a microcalculatoarelor in retea; cost relativ mic.

Minicalculatoarele sau calculatoare de capacitate medie sunt construite dupa tehnologia clasica. Principalele caracteristici ale acestei clase de calculatoare sunt: pot fi dotate cu unu sau doua procesoare electronice, capacitatea memoriei interne situata intre   l si 5 MO iar cea a memoriei externe intre 4 si 64 MO; viteza de prelucrare situata intrel si 10 milioane de instructiuni pe secunda; sunt dotate cu unitati de memorie externa rapide si de mare capacitate (unitati de discuri, de banda magnetica); permit lucru simultan a mai multor utilizatori, unitatea centrala putand fi conectata cu mai multe terminale (intre 5 si 100).

Calculatoarele mainframe sunt sisteme electronice de calcul foarte puternice, destinate sa satisfaca cerintele de prelucrare automata a datelor de la mari organizatii, amplasate intr-un cadru ce poate fi controlat. Aceste calculatoare se caracterizeaza prin : o unitate centrala foarte rapida si complexa, putand fi formata din mai multe unitati de prelucrare; capacitate foarte mare a memoriilor interne si externe; viteza de prelucrare foarte mare (de zeci si sute de milioane de instructiuni pe secunda); permit lucru simultan a sute si chiar mii de utilizatori; cost foarte ridicat.

Supercalculatoarele sunt sisteme electronice de calcul dotate cu resurse fizice (hardware) si logice (software) deosebite. Acestea pot fi utilizate in cercetarea stiintifica, in industria de aparare, aeronautica si spatiala. Un supercalculator poate efectua bilioane de operarii pe secunda. Costul lor este foarte, foarte mare.