Számítógép generációkszft.elte.hu/~danka/IEFA/2016/SzgepGen-soros.pdf · Olyan intelligens...

IEFA, 2016.02.17.

1.generáció: 1946 -1958 között

Jellemzői: elektroncsövek

2. generáció: 1959 - 1965 között

Jellemzői: tranzisztorok

3. generáció:1965 – 1972 között

Jellemzői: integrált áramkörök

4.generáció: 1972- 1990 között

Jellemzői: mikroprocesszor

5. generáció: 1991- …..

Jellemzői: hálózatok, internet

Általános jellemzők:

• A gép szolgáltatásait egyszerre egy programozó

használta. Így a lassú perifériákra való várakozás és a

programozók egymás közti váltása alatt a processzor

igen sokat tétlenkedett.

• A számítógép bármikor meghibásodhatott, a hiba

megkereséséhez és kijavításához pedig hozzáértő

szakemberek kellettek.

• A leggyakrabb hibaforrás egy-egy cső kiégése volt

A II. világháború alatt tudósok és matematikusok egy

csoportja Angliában létrehozta az első teljesen elektronikus

digitális számítógépet, a Colossust.

A gép 1943. decemberére készült el és 1500 elektroncsövet

tartalmazott. 5 kHz-s órajellel dolgozott, másodpercenként

25.000 karaktert tudott feldolgozni.

Összesen tíz darab ilyen gép

készült. Rejtjelezett német rádió-

üzenetek megfejtésére használták.

Az ENIAC 17.468 elektroncsövet

tartalmazott, több mint 100 kW

elektromos energiát fogyasztott és

450 m2 helyet foglalt el (több mint

30 m hosszú termet építettek az

elhelyezéséhez). A gép tömege

30 tonna volt, megépítése tízmillió

dollárba került.

•

Amerikában az ENIAC tervezését a második világháború

alatt kezdték el katonai célokra. A gépet a Pennsylvania

egyetemen építették, a munkát 1946-ban fejezték be.

• Az ENIAC memóriája 20 db tízjegyű előjeles decimális számot tudott tárolni.

• Az elektoncsövek megbízhatatlansága miatt a gép csak rövid ideig tudott folyamatosan működni.

• Az ENIAC-ot ballisztikai és szélcsatorna-számításokra használták. (Egy feladatsor kiszámítása a gépnek 15 másodpercig tartott, ugyanez egy

szakképzett embernek asztali kalkulátorral 10 órás munka volt!! )

A gépet 1956-ban

lebontották, mert elavult.

Jelenleg egy olcsó

zsebszámológép is nagyobb

teljesítményű, de az ENIAC

technikatörténeti érdemei

vitathatatlanok.

• A tranzisztort 1947-ben fedezték fel, de tömeges alkalmazása

a számítógépekben először az 1950-es évek végén történt meg.

• A tranzisztorokkal kisebb, gyorsabb és megbízhatóbb logikai

áramköröket lehetett készíteni, mint az elektroncsövekkel.

• A második generációs számítógépek már másodpercenként

egymillió műveletet is el tudtak végezni.

• A tranzisztorok sokkal kevesebb energiát fogyasztanak és sokkal

hosszabb életűek, így a gépek megbízhatósága kb. az

ezerszeresére nőtt.

• Kisebbek lettek és egyúttal sokkal olcsóbbá is váltak a

számítógépek, emiatt nőtt az eladások száma: csak az IBM

1400-as sorozatából több mint 17.000 darabot helyeztek

üzembe.

Ezeknél a gépeknél több olyan technikai megoldást vezettek be,

amivel a számítógép tényleges sebességét növelni lehetett:

• Az egyik alapvető megoldás az egy időben végrehajtható

tevékenységek számának növelése volt. A legjelentősebb

megoldást a párhuzamos feldolgozási technikák jelentették.

• A hardver eszközök felépítésénél uralkodóvá vált a moduláris

felépítés, ami a karbantartást nagymértékben

leegyszerűsítette.

• A második generációtól kezdve számítógéprendszerről

beszélhetünk, mert a memória mérete, a processzor típusa, a

perifériák eltérők lehettek az egyes telepített gépek között.

• A gépek programozásban

általánossá vált az akkoriban

bevezetett magas szintű

nyelvek (ALGOL, FORTRAN,

COBOL) használata.

• A számítógép-rendszerekben

egyre nőtt a szoftver értéke

a hardverhez képest.

• Ekkor kezdődött a cégek

információs rendszerének

számítógépesítése. A vezetőket olyan információkkal tudták

így ellátni, ami növelte a profitot és segítette a cég irányítását.

• Az integrált áramkört (IC-t) 1958-ban fedezték fel.

• Ez az eszköz a harmadik generációs számítógépek jellegzetes

építőeleme. A tömegtermelés 1962-ben indult meg, az első

integrált áramköröket tartalmazó számítógépek pedig 1964-

ben kerültek kereskedelmi forgalomba.

• A számítógépek több tevékenységet tudnak párhuzamosan

végezni. Előrelépések történnek az adatátvitelben is.

• Az integrált áramkörök tovább csökkentették a számítógépek

árát, méretét és meghibásodási gyakoriságát. Ez tovább

növelte a számítógépek iránti keresletet: az 1970-es évek

elejére több mint 100.000 nagyszámítógépet és ugyancsak

több mint 100.000 miniszámítógépet helyeztek üzembe.

Megjelenik a monitor és a billentyűzet, a lyukkártya kezd

visszaszorulni. Megjelennek az első valódi operációs rendszerek.

• A negyedik generációs gépek igen nagy integráltságú

áramkörökből épülnek fel.

• Általánossá válik a félvezetős, integrált áramkörökből készült

memória is.

• Az új technológiának köszönhetően tovább csökken a hardver

ára, egy számítógéprendszer árának már akár 75%-a is lehet a

szoftver.

• 1972-ben megjelennek az

első tudományos célú

zsebszámológépek.

1974-ben megjelenik az első személyi számítógép, az

Altair 8800.

Magát a gépet eredetileg mint alkatrészt adták el, de némi plusz

pénzért teljes értékű gépet lehetett belőle összeállítani.

Habár nem volt billentyűzete, de "programozni" az előlapi

kapcsolókkal lehetett - és mivel nem volt videó-kimenete (sem),

az eredményt LED-ekre adta ki.

A CRAY SZUPERSZÁMÍTÓGÉP:

• Az első Cray által tervezett szuperszámítógép, a Cray-

1 1976-ban került kereskedelmi

forgalomba.

• Ez volt az első olyan számítógép,

amely képes volt másodpercenként

több mint százmillió műveletet

végrehajtani.

• Az alapműveletek végrehajtási ideje

12,5 ns volt.

• a Cray-1-et azóta is használják

összetett problémák matematikai

tanulmányozására.

• Az első Apple számítógépet 1977-ben adták el.

• A számítógépeiken alkalmazott újítások között volt a

kiterjesztett memória, az adatok és programok tárolására

szolgáló olcsó lemezmeghajtó és a színes grafika.(!) Az Apple

lett az Egyesült Államok történelmének leggyorsabban növekvő

cége.

• 1992-re a számítógépgyártás

vált a világ leggyorsabban

fejlődő iparágává.

• Jellemzőjük a többprocesszoros rendszerek megjelenése és

a helyi, ill. nagy területű hálózatok (internet) elterjedése.

• Megjelennek az első párhuzamos működésű számítógépek.

Sokféle irányban folyik kutatás, fejlesztés:

• A mikro-miniatürizálás, az az igyekezet, hogy mind több

áramköri elemet sűrítsenek egyre kisebb méretű chipekbe.

• A sebességet a szupravezetés felhasználásával is

igyekeznek felgyorsítani

• A számítógépes hálózatok fejlődése, műholdak

felhasználásával is

• Optikai számítógépek kifejlesztése. Ezekben a gyors

fényimpulzusok hordoznák az információt. Stb. ...

• HOGYAN TOVÁBB???

CÉL a mesterséges intelligencia létrehozása.

Olyan intelligens számítógép, amelyik lát, hall, beszél és

gondolkodik, képes asszociálni, tanulni, következtetéseket

levonni és dönteni.

A kezdeti lépések biztatóak, de az

emberi gondolkodással, érzékeléssel

kapcsolatos kutatások azonban azt

mutatják, hogy az elkövetkezendő 10

évben még nem számíthatunk a látó,

halló, beszélő, gondolkodó intelligens

számítógépre.

• HOGYAN TOVÁBB???

Mesterséges intelligencia létrehozása ...

Introducing WildCat (Boston Dynamics)

https://www.youtube.com/watch?v=wE3fmFTtP9g

HRP-4C Miim's Human-like Walking (AIST)

https://www.youtube.com/watch?v=YvbAqw0sk6M

The most realistic female android ever!

https://www.youtube.com/watch?v=cy7xGwYdRk0

Creepily realistic robot can hold conversations and answer questions

https://www.youtube.com/watch?v=IhVu2hxm07E

Electronic Industries Association: szabvány 1962 (1969 C)

adatátvitel aszinkron soros átvitelel

- a számítógép adatvég berendezés (DTE) és

- a modem, adatáramköri végberendezés (DCE)

között zajlik az RS232 szabvány szerint.

forrás: Picmicro 18 c reference manual

A DTE-DCE egységeket összekötő vezetékrendszer mechanikus

csatlakozója. Apa a DTE-n anya a DCE-n helyezkedik el.

források: brainboxes.com, artekit.eu, wifimarket.eu

Jellemzők:

• U < -3 V feszültség a vonalon bináris 1 (MARK);

• U > +3 V feszültség bináris 0 (SPACE);

• -3 V < U < +3 V feszültség tiltott;

• legfeljebb 15 méter hosszú kábel;

• 20 kbit/s (115 kbit/s) maximális adatátviteli sebesség;

A legtöbb gyakorlati esetben (pl. a számítógépek soros

vonala) a feszültség ± 12V.

● számítógép, terminál bekapcsolása: Data Terminal Ready (20) jel aktív;

● modem bekapcsolása: Data Set Ready (6) jel aktív;

● modem vivőjelet érzékel a telefonvonalon: Carrier Detect (8) jel aktív;

● Request to Send (4): a terminál adatot akar küldeni;

● Clear to Send (5): a modem felkészült az adatok fogadására;

● az adatok adása a Transmit (2) vonalon;

● vétele a Receive (3) vonalon történik.

Az adatátviteli sebesség kiválasztása, modem tesztelése, adatok

ütemezése, csengető jelek érzékelése stb. nincs feltüntetve.

Aszinkron Soros átvitel

• bitcsoportos átviteli mód biztosítja az ADÓ és a VEVŐ szinkronizálását;

• bitek küldése START bittel, jelzi, hogy utána következnek a tényleges

információt hordozó adatbitek,

• STOP bit(ek) ezek végét jelzi.

• Ha nem folyik információátvitel, a vonal állapota aktív szintű;

Aszinkron Soros átvitel

• Az adatátvitel kezdetekor az ADÓ a vonalat egy bit átvitelének idejéig

alacsony szintre állítja ( Ez a pozitív feszültség!) (START bit);

• utána adatbitek átvitele;

• bitcsoport végén STOP bit(ek)-ből álló aktív szintű jelet helyez el;

• A VEVŐ az adás kezdetéről a vonal MARK-SPACE állapotváltozásából szerez

tudomást;

• mindig egy bitidőt várakozva adatbitek vétele;

• STOP bitek után már figyeli a következő bitcsoport adásának kezdetét.