Das Generationen von Computern Vom Beginn seiner Verwendung bis zur Gegenwart gibt es sechs, obwohl einige Autoren sie auf nur fünf setzen. Die Geschichte dieser Computer begann in den 40er Jahren des 20. Jahrhunderts, während sich die letzte noch heute entwickelt.
Vor den 1940er Jahren, als ENIAC, der erste elektronische Digitalcomputer, entwickelt wurde, gab es einige Versuche, ähnliche Maschinen zu entwickeln. So wurde 1936 der Z1 eingeführt, der für viele der erste programmierbare Computer in der Geschichte ist..
In der Computerterminologie tritt der Generierungswechsel auf, wenn signifikante Unterschiede in den Computern auftreten, die bis zu diesem Zeitpunkt verwendet wurden. Anfangs wurde der Begriff nur verwendet, um zwischen Hardwareunterschieden zu unterscheiden, jetzt bezieht er sich auch auf Software.
Die Geschichte der Computer reicht von jenen, die einen ganzen Raum einnahmen und kein Betriebssystem hatten, bis zu Studien, die zur Anwendung der Quantentechnologie durchgeführt werden. Seit ihrer Erfindung haben diese Maschinen ihre Größe reduziert, Prozessoren eingebaut und ihre Fähigkeiten erheblich erweitert..
Artikelverzeichnis
Die erste Computergeneration, die erste, verbreitete sich zwischen 1940 und 1952 im Kontext des Zweiten Weltkriegs und des Beginns des Kalten Krieges. Zu dieser Zeit erschienen die ersten automatischen Berechnungsmaschinen, die auf Vakuumröhren und Ventilelektronik basierten..
Die damaligen Experten vertrauten nicht zu sehr auf die Ausweitung der Computernutzung. Ihren Studien zufolge würden nur 20 von ihnen den US-amerikanischen Markt im Bereich der Datenverarbeitung sättigen.
Obwohl der erste Computer der deutsche Z1 war, wird ENIAC, kurz für Electronic Numerical Integrator and Computer, allgemein als derjenige angesehen, der den Beginn der ersten Generation dieses Maschinentyps markierte..
Der ENIAC war ein vollständig digitaler Computer, daher wurden alle seine Prozesse und Operationen in Maschinensprache ausgeführt. Nach dreijähriger Arbeit wurde es am 15. Februar 1946 der Öffentlichkeit vorgestellt.
Zu diesem Zeitpunkt war der Zweite Weltkrieg bereits zu Ende, so dass das Ziel der Computerforschung nicht mehr vollständig auf den militärischen Aspekt ausgerichtet war. Von diesem Moment an wurde angestrebt, dass Computer die Bedürfnisse privater Unternehmen erfüllen können.
Nachfolgende Untersuchungen ergaben den Nachfolger von ENIAC, EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)..
Der erste Computer, der den allgemeinen Markt erreichte, war Saly im Jahr 1951. Im folgenden Jahr wurde UNIVAC bei der Auszählung der Stimmen bei den US-Präsidentschaftswahlen verwendet: Es waren nur 45 Minuten erforderlich, um die Ergebnisse zu erhalten..
Frühe Computer verwendeten Vakuumröhren für Schaltkreise sowie Magnettrommeln für Speicher. Die Teams waren riesig und besetzten ganze Räume.
Diese erste Generation benötigte eine große Menge Strom, um zu funktionieren. Dies verteuerte nicht nur die Verwendung, sondern verursachte auch eine enorme Wärmeerzeugung, die zu bestimmten Ausfällen führte..
Die Programmierung dieser Computer erfolgte in Maschinensprache und es konnte jeweils nur ein Programm gelöst werden. Zu diesem Zeitpunkt benötigte jedes neue Programm Tage oder Wochen für die Installation. Die Daten wurden inzwischen mit Lochkarten und Papierbändern eingegeben.
Wie bereits erwähnt, war der ENIAC (1946) der erste elektronische Digitalcomputer. Es war in Wirklichkeit eine experimentelle Maschine, die kein Programm sein konnte, wie es heute verstanden wird.
Seine Schöpfer waren Ingenieure und Wissenschaftler der University of Pennsylvania (USA) unter der Leitung von John Mauchly und J. Presper Eckert. Die Maschine nahm den gesamten Keller der Universität ein und wog mehrere Tonnen. Im vollen Betrieb könnte es fünftausend Summen in einer Minute ausführen.
Die EDVA (1949) war bereits ein programmierbarer Computer. Obwohl es sich um einen Laborprototyp handelte, hatte diese Maschine ein Design mit einigen Ideen, die in heutigen Computern vorhanden waren.
Der erste kommerzielle Computer war der UNIVAC I (1951). Mauchly und Eckert gründeten Universal Computer, ein Unternehmen, das den Computer als erstes Produkt einführte..
Obwohl IBM bereits einige Modelle vorgestellt hatte, war der IBM 701 (1953) der erste, der zum Erfolg wurde. Im folgenden Jahr stellte das Unternehmen neue Modelle vor, die eine Magnettrommel, einen Massenspeichermechanismus, hinzufügten..
Die zweite Generation, die 1956 begann und bis 1964 dauerte, war durch den Einbau von Transistoren als Ersatz für Vakuumröhren gekennzeichnet. Dadurch reduzierten Computer ihre Größe und ihren Stromverbrauch.
Die Erfindung des Transistors war grundlegend für den Generationswechsel in Computern. Mit diesem Element könnten die Maschinen kleiner gemacht werden und weniger Belüftung erfordern. Trotzdem waren die Produktionskosten immer noch sehr hoch.
Die Transistoren boten eine viel bessere Leistung als die Vakuumröhren, was auch die Computer weniger fehlerhaft machte.
Ein weiterer großer Fortschritt, der zu dieser Zeit stattfand, war die Verbesserung der Programmierung. In dieser Generation erschien COBOL, eine Computersprache, die bei ihrer Kommerzialisierung einen der wichtigsten Fortschritte in Bezug auf die Programmportabilität darstellte. Dies bedeutete, dass jedes Programm auf mehreren Computern verwendet werden konnte..
IBM stellte das erste Magnetplattensystem namens RAMAC vor. Die Kapazität betrug 5 Megabyte Daten.
Einer der wichtigsten Kunden für diese Computer der zweiten Generation war die United States Navy. Als Beispiel wurden sie verwendet, um den ersten Flugsimulator zu erstellen.
Neben dem Durchbruch, den Transistoren darstellten, enthielten die neuen Computer auch Netzwerke von Magnetkernen zur Speicherung.
Zum ersten Mal konnten Computer Anweisungen in ihrem Speicher speichern.
Diese Teams ließen die Maschinensprache zurück, um Assembler- oder Symbolsprachen zu verwenden. So erschienen die ersten Versionen von FORTRAN und COBOL.
Durch die Erfindung der Mikroprogrammierung durch Maurice Wilkes im Jahr 1951 wurde die Entwicklung von CPUs vereinfacht.
Unter den Modellen dieser Generation stach der IBM 1041 Mainframe hervor. Obwohl es nach heutigen Maßstäben teuer und sperrig ist, gelang es dem Unternehmen, 12.000 Einheiten dieses Computers zu verkaufen..
1964 stellte IBM seine 360-Serie vor, die ersten Computer, deren Software für verschiedene Kombinationen von Kapazität, Geschwindigkeit und Preis konfiguriert werden konnte..
Das ebenfalls von IBM entwickelte System / 360 war 1968 ein weiterer Bestseller. Für den individuellen Gebrauch wurden rund 14.000 Einheiten verkauft. Sein Vorgänger, das System / 350, hatte bereits Multiprogramming, neue Sprachen sowie Eingabe- und Ausgabegeräte enthalten.
Die Erfindung des Chips oder des geschlossenen Kreislaufs durch die Amerikaner Jack S. Kilby und Robert Noyce revolutionierte die Entwicklung von Computern. So begann die dritte Generation dieser Maschinen, die von 1964 bis 1971 lief.
Das Erscheinen integrierter Schaltkreise war eine Revolution auf dem Gebiet der Computer. Die Verarbeitungskapazität wurde erhöht und die Herstellungskosten gesenkt..
Diese Schaltungen oder Chips wurden auf Siliziumtabletten gedruckt, denen kleine Transistoren hinzugefügt wurden. Die Implementierung war der erste Schritt zur Miniaturisierung von Computern.
Darüber hinaus ermöglichten diese Chips eine umfassendere Nutzung von Computern. Bis dahin waren diese Maschinen für mathematische Anwendungen oder für Unternehmen konzipiert, jedoch nicht für beide Bereiche. Die Chips ermöglichten es, die Programme flexibler zu gestalten und die Modelle zu standardisieren.
Es war IBM, die den Computer startete, der diese dritte Generation startete. So präsentierte er am 7. April 1964 die IBM 360 mit SLT-Technologie..
Ab dieser Generation wurden die elektronischen Komponenten von Computern in einem einzigen Stück, den Chips, integriert. In diesen Kondensatoren befanden sich Götter und Transistoren, die es ermöglichten, die Ladegeschwindigkeit zu erhöhen und den Energieverbrauch zu senken..
Darüber hinaus gewannen die neuen Computer an Zuverlässigkeit und Flexibilität sowie an Multiprogrammierung. Peripheriegeräte wurden modernisiert und Minicomputer erschienen zu wesentlich günstigeren Kosten.
Die Einführung des IBM 360 durch dieses Unternehmen war das Ereignis, das die dritte Generation einleitete. Die Wirkung war so groß, dass mehr als 30.000 Einheiten hergestellt wurden.
Ein weiteres prominentes Modell dieser Generation war der CDC 6600, der von der Control Data Corporation gebaut wurde. Zu dieser Zeit galt dieser Computer als der leistungsstärkste Hersteller, da er für die Ausführung von 3.000.000 Anweisungen pro Sekunde konfiguriert war..
Unter den Minicomputern stachen schließlich PDP-8 und PDP-11 heraus, die beide über eine große Verarbeitungskapazität verfügten.
Die nächste Computergeneration zwischen 1971 und 1981 verfügte über PCs. Nach und nach erreichten diese Maschinen ihre Häuser.
Die Tausenden von integrierten Schaltkreisen in einem einzelnen Siliziumchip ließen Mikroprozessoren erscheinen, die Hauptprotagonisten der vierten Computergeneration. Die Maschinen, die in den 1940er Jahren einen Raum füllten, wurden verkleinert, bis sie nur noch einen kleinen Tisch brauchten.
Wie beim Intel 4004 (1971) passen auf einem einzigen Chip alle grundlegenden Komponenten, von der Speichereinheit über die Zentralverarbeitung bis hin zu den Ein- und Ausgabesteuerungen.
Dieser große technologische Fortschritt gab als Hauptfrucht das Aussehen von Personalcomputern oder PCs.
In dieser Phase wurde eines der wichtigsten Unternehmen im Bereich Computing geboren: APPLE. Seine Geburt kam, nachdem Steve Wozniak und Steve Jobs 1976 den ersten Mikrocomputer für den Massengebrauch erfanden.
IBM stellte 1981 seinen ersten Computer für den Heimgebrauch vor und APPLE veröffentlichte den Macintosh drei Jahre später. Verarbeitungsleistung und andere technologische Fortschritte waren der Schlüssel für diese Maschinen, um sich miteinander zu verbinden, was schließlich zum Internet führen würde..
Weitere wichtige Elemente in dieser Phase waren die grafische Benutzeroberfläche, die Maus und die Handheld-Geräte..
In dieser vierten Generation wurden Speicher mit Magnetkernen durch Speicher von Siliziumchips ersetzt. Darüber hinaus ermöglichte die Miniaturisierung der Komponenten die Integration von viel mehr in diese Chips..
Neben PCs wurden in dieser Phase auch sogenannte Supercomputer entwickelt, die viel mehr Operationen pro Sekunde ausführen können.
Ein weiteres Merkmal dieser Generation war die Standardisierung von Computern, insbesondere von PCs. Darüber hinaus wurden sogenannte Klone hergestellt, die kostengünstiger waren, ohne an Funktionalität zu verlieren.
Wie bereits erwähnt, war das Downsizing das wichtigste Merkmal der vierten Computergeneration. Dies wurde größtenteils durch den Einsatz von VLSI-Mikroprozessoren erreicht.
Die Preise für Computer begannen zu fallen, so dass sie mehr Haushalte erreichen konnten. Elemente wie die Maus oder die grafische Benutzeroberfläche vereinfachten die Bedienung der Maschinen.
Die Verarbeitungsleistung nahm ebenfalls stark zu, während der Stromverbrauch weiter gesenkt wurde.
Diese Generation von Computern zeichnete sich durch das Erscheinungsbild zahlreicher Modelle aus, sowohl von PCs als auch von Klonen.
Andererseits erschien auch der erste Supercomputer, der einen kommerziellen Zugangsmikroprozessor verwendete, der CRAY-1. Die erste Einheit wurde im Los Alamos National Laboratory installiert. Später wurden weitere 80 verkauft.
Unter den Minicomputern zeichnete sich der PDP-11 durch seine Beständigkeit auf dem Markt aus. Dieses Modell war in der vorherigen Generation vor Mikroprozessoren erschienen, aber aufgrund seiner Akzeptanz wurde es so angepasst, dass diese Komponenten installiert wurden.
Der Altair 8800 wurde 1975 auf den Markt gebracht und zeichnete sich durch die sofortige Integration der Basissprache aus. Dieser Computer war mit dem Intel 8080 ausgestattet, dem ersten 17-Bit-Mikroprozessor. Sein Bus, der S-1000, wurde für die nächsten Jahre zum Standard..
Ein Teil des Erfolgs dieses neuesten Modells war auf die Tatsache zurückzuführen, dass es zusammen mit Tastatur und Maus vermarktet wurde..
1977 erschien der Apple II, der sieben Jahre lang mit großem Erfolg verkauft wurde. Das ursprüngliche Modell hatte einen 6502-Prozessor, 4 KB RAM und eine 8-Bit-Architektur. Später, 1979, führte das Unternehmen den Apple II Plus mit erhöhtem RAM ein..
Für einige Autoren begann die fünfte Computergeneration 1983 und dauert bis heute an. Andere hingegen behalten das Startdatum bei, behaupten jedoch, dass es 1999 endete.
Die fünfte Computergeneration wurde in Japan eingeführt. 1981 teilte dieses asiatische Land seine Pläne mit, intelligente Computer zu entwickeln, die mit Menschen kommunizieren und Bilder erkennen können.
Der vorgestellte Plan beinhaltete die Aktualisierung der Hardware und das Hinzufügen von Betriebssystemen mit künstlicher Intelligenz..
Das japanische Projekt dauerte elf Jahre, ohne jedoch die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Schließlich haben sich Computer nur innerhalb der vorhandenen Parameter entwickelt, ohne dass künstliche Intelligenz integriert werden kann.
Trotzdem versuchen andere Unternehmen immer wieder, künstliche Intelligenz in Computer zu integrieren. Zu den laufenden Projekten gehören die von Amazon, Google, Apple oder Tesla.
Der erste Schritt wurde bei Smart-Home-Geräten gemacht, die alle Aktivitäten in Privathaushalten oder autonomen Autos integrieren sollen.
Ein weiterer Schritt, der unternommen werden soll, besteht darin, den Maschinen die Möglichkeit zu geben, auf der Grundlage der gesammelten Erfahrungen selbst zu lernen.
Abgesehen von diesen Projekten war in der fünften Generation der Einsatz von Laptops oder Laptops weit verbreitet. Mit ihnen wurde der Computer nicht mehr in einem Raum fixiert, sondern kann den Benutzer jederzeit begleiten.
Das japanische Projekt zum Bau fortschrittlicherer Computer und die Herstellung des ersten Supercomputers, der mit parallelen Prozessen arbeitete, markierten den Beginn der fünften Generation.
Von da an konnten Computer neue Aufgaben ausführen, beispielsweise die automatische Sprachübersetzung. Ebenso wurde die Informationsspeicherung in Gigabyte gemessen und DVDs erschienen..
In Bezug auf die Struktur haben die Computer der fünften Generation, die in ihre Mikroprozessoren integriert sind, einen Teil der Eigenschaften, die zuvor in den CPUs vorhanden waren.
Das Ergebnis war die Entstehung hochkomplexer Computer. Darüber hinaus muss der Benutzer keine Programmierkenntnisse haben, um sie verwenden zu können: Um hochkomplexe Probleme zu lösen, müssen Sie lediglich auf einige Funktionen zugreifen.
Trotz dieser Komplexität ist künstliche Intelligenz in den meisten Computern noch nicht integriert. Es gab einige Fortschritte in der Kommunikation durch die menschliche Sprache, aber das Selbstlernen und die Selbstorganisation von Maschinen sind etwas, das sich noch entwickelt.
Andererseits ermöglicht die Verwendung von Supraleitern und Parallelverarbeitung, dass alle Operationen mit einer viel höheren Geschwindigkeit ausgeführt werden. Darüber hinaus ist die Anzahl der gleichzeitigen Aufgaben, die die Maschine ausführen kann, stark gestiegen..
Die Niederlage des Schachweltmeisters Gary Kasparov gegen einen Computer im Jahr 1997 schien den Fortschritt dieser Maschinen in Richtung menschlicher Intelligenz zu bestätigen. Die 32 Prozessoren mit Parallelverarbeitung könnten 200 Millionen Schachzüge pro Sekunde analysieren..
IBM Deep Blue, der Name dieses Computers, war auch so programmiert worden, dass er Berechnungen für neue Medikamente durchführt, große Datenbanken durchsucht und in der Lage ist, die komplexen und umfangreichen Berechnungen durchzuführen, die in vielen Bereichen der Wissenschaft erforderlich sind..
Ein anderer Computer, der Menschen annahm, war IBMs Watson. In diesem Fall besiegte die Maschine zwei Champions der US-Fernsehsendung Jeopardy..
Der Watson war mit mehreren parallel arbeitenden Hochleistungsprozessoren ausgestattet. Dadurch konnte er in einer riesigen autonomen Datenbank suchen, ohne mit dem Internet verbunden zu sein..
Um dieses Ergebnis zu erzielen, musste Watson die natürliche Sprache verarbeiten, maschinelles Lernen durchführen, über Wissen nachdenken und gründliche Analysen durchführen. Experten zufolge hat dieser Computer bewiesen, dass es möglich ist, eine neue Generation zu entwickeln, die mit Menschen interagiert.
Wie oben erwähnt, sind sich nicht alle Experten über die Existenz einer sechsten Computergeneration einig. Für diese Gruppe ist die fünfte Generation noch heute im Einsatz.
Andere hingegen weisen darauf hin, dass die Fortschritte, die jetzt gemacht werden, wichtig genug sind, um sie zu einem Teil einer neuen Generation zu machen. Unter diesen Untersuchungen sticht die hervor, die sich mit der Zukunft des Rechnens befasst: dem Quantencomputer.
Die Technologieforschung war in den letzten Jahren nicht mehr aufzuhalten. Im Bereich der Computer besteht der aktuelle Trend darin, neuronale Lernschaltungen, eine Art künstliches "Gehirn", zu integrieren. Dies impliziert die Herstellung der ersten intelligenten Computer.
Einer der Schlüssel, um dies bei der Verwendung von Supraleitern zu erreichen. Dies würde eine starke Reduzierung des Stromverbrauchs und damit eine geringere Wärmeerzeugung ermöglichen. Die Systeme wären somit fast 30-mal leistungsfähiger und effizienter als die derzeitigen.
Neue Computer werden mit einer Vektorarchitektur und Computern sowie speziellen Prozessorchips gebaut, um bestimmte Aufgaben auszuführen. Hinzu kommt die Implementierung künstlicher Intelligenzsysteme.
Experten sind jedoch der Ansicht, dass noch viel mehr Forschung erforderlich ist, um die Ziele zu erreichen. Die Zukunft wird nach Ansicht vieler dieser Experten die Entwicklung des Quantencomputers sein. Diese Technologie würde definitiv den Zugang zu einer neuen Generation von Computern markieren..
Die wichtigsten Technologieunternehmen wie Google, Intel, IBM oder Microsoft versuchen seit einigen Jahren, Quantencomputersysteme zu entwickeln..
Diese Art des Rechnens hat andere Eigenschaften als das klassische Rechnen. Zunächst basiert es auf der Verwendung von Qubits, die Nullen und Einsen anstelle von Bits kombinieren. Letztere verwenden ebenfalls diese Nummern, können jedoch nicht gleichzeitig angezeigt werden.
Die Leistung dieser neuen Technologie ermöglicht es uns, auf bisher unlösbare Probleme zu reagieren.
Das Unternehmen D-Wave System brachte 2013 seinen Quantencomputer D-Wave Two 2013 auf den Markt, der erheblich schneller als herkömmliche Computer ist und eine Rechenleistung von 439 Qubits aufweist..
Trotz dieses Fortschritts erschien erst 2019 der erste kommerzielle Quantencomputer. Es war das IBM Q System One, das Quanten- und traditionelles Computing kombiniert. Dies hat es ihm ermöglicht, ein 20-Qubit-System anzubieten, das für Forschungszwecke und große Berechnungen vorgesehen ist..
Am 18. September desselben Jahres gab IBM bekannt, dass die baldige Einführung eines neuen Quantencomputers mit 53 Qubits geplant sei. Bei der Vermarktung würde dieses Modell das leistungsstärkste im kommerziellen Bereich werden.
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