Kompüterlərin inkişaf tarixi. Ehm-lərin nəsilləri

Kompüterlərin inkişaf tarixi. EHM-lərin nəsilləri.

Universal hesablama maşınının yaradılması ideyası görkəmli ingilis alimi Çarlz Bebbicə mənsubdur. Bu ideyaya görə hesablama maşını “dəyirman”dan (yəni, riyazi-məntiqi qurğudan) və “anbar”dan (yəni, yaddaş qurğusundan) ibarət olmalı idi.

Bundan əlavə verilənləri maşına daxil etmək üçün perfokartdan istifadə edilməli idi. XIX əsrin birinci yarısında, təxminən 1830-cu ildə 40 il zəhmət çəkərək proqramla işləyən, yəni insanın iştirakı olmadan hesablama aparan hesablama maşını (analitik maşın) yaratmağa cəhd göstərilir. Maşına programın perfokartlardan daxil edilməsi, verilənlərin və nəticələrin isə yaddaşda saxlanması nəzərdə tutulurdu.

Lakin o zamanlar texnikanın səviyyəsi bu cür mürəkkəb maşını yaratmağa imkan vermədi. Amma Ç. Bebbicin fikirləri sonradan universal kompüterlərin yaradılmasının əsasını qoydu.

XIX əsrin sonunda German Hollerit perforator, nəzarət və çeşidləyici maşınlar sistemi yaratdı ki, bu da ilk dəfə 1887-ci ildə statistika məsələsinin həllinə tətbiq edildi. 1896-cı ildə G.Hollerit maşınları ABŞ-da əhalinin siyahıya alınmasında istifadə edildi və əmək məhsuldarlığını 4 dəfə artırdı. 1911-ci ildə German Hollerit IBM (International Busines Machines) firmasını yaratdı.

Beləliklə, G.Hollerit maşınları (perforator, nəzarət, ceşidləyici və tabulyator) praktiki olaraq iqtisadi informatika erasının başlanğıcını qoydu. 50 ildən artıq istifadə edilən German Hollerit maşınları tədricən öz yerini elektrik, sonra isə elektron maşınlarına verdi. İlk elektron maşın 20-ci əsrin 40-cı illərində Almaniyada FAU ballistik raketlərin uçuş trayektoriyasını hesablamaq zərurətindən yarandı. Bu maşınlar son dərəcə mürəkkəb və baha olduğundan, yalnız hərbi və elmi məqsədlər üçün tətbiq edilirdi.

1937-1942-ci illərdə professor Corc Vinsent Atanasov ilk ABC (Atanasoff – Berry Computer) elektron maşını yaradır. Hesabalama maşınında 600 ədəd elektron lampasından istifadə edilirdi. Maşın ancaq toplama və çıxma əməliyyatlarını yerinə yetirə bilirdi. Hesablama maşınının xarakterik cəhəti əsasən ondan ibarət idi ki, onda ikilik say sistemindən istifadə olunurdu. Məlumatların saxlanması üçün isə kondensatorlardan istifadə edilirdi. Müasir operativ yadaşlarda (və ya əməli yaddaşlarda) dinamik növ müxtəlifliyi həmin prinsipə əsalanır.

1943-cü ildə dünyada ilk işləyən ixtisaslaşdırılmış COLOSSUS adlı elektron hesablama maşını yaradılır. Hesablama maşını alman sualtı qayıqlarından göndərilən şifrələnmiş siqnalların (radioməlumatların) şifrələrinin açılmasında istifadə edilir. Elektron hesablama maşınının yaradılmasında informatika nəzəriyyəsinə səviyyəli tövsiyyələrini verən riyaziyyatçı Alan Tyurinqin böyük zəhməti olmuşdur.

1943-1944–cü illərdə Ç. Bebbicin ideyası əsasında ABŞ-da IBM şirkətinin müəssi-sələrinin birində işləyən, Qarvard universiteti-nin gənc alimi Qovard Aygen “Mark-1” adlı hesablama maşınını yaradır. Bu, proqramla işləyən ilk elektromexaniki hesablayıcı maşın idi. Hesablama maşını (kompüter) hər biri 23 ədəd onluq mərtəbədən ibarət olan 72 sözə malik idi. Hesablama maşınının köməyi ilə istənilən riyazı əməliyyatı 6 saniyə ərzində yerinə yetirmək olurdu. İnformasiyanın daxil və xaric edilməsi üçün perfolentdən istifadə edilirdi.

Yaddaşı olan və programla idarə olunan universal kompüterlərin (Elektron Rəqəm Hesablama Maşınlarının) yaradılmasının nəzəri əsasları keçən əsrin 30-cu illərində AlanTyurinq (İngiltərə) və Emil Leon Post (ABŞ) tərəfindən inkişaf etdirilir.

Kompüterin (Elektron Rəqəm Hesablama Maşını nəzərdə tutulur) yaranma tarixi proqramla idarə olunan ilk universal kompüterin yaradıldığı vaxtdan (1945- ci il) başlanır.

Elektron Rəgəm Hesablama Maşınlarının yaradılmasının əsas prinsipləri Amerika alimləri Con Fon Neyman, German Qoldstayn, Con Moçli və Presper Ekkert tərəfindən verilmişdir. Bu nəzəri əsasların praktiki reallaşdırılması isə ilk dəfə olaraq 1946-cı ildə ABŞ-da elektron lampalı elementlərdən istifadə etməklə qurulan “ENIAK” adlı universal kompüterin yaradılması ilə həyata keçirildi.

“ENIAK” elektron rəqəm hesablama maşınının ağırlığı 30 ton, hündürlüyü 6 metr, eni 4 metr, tutduğu ümumi sahə isə 120 kvadratmetrə bərabər idi. Hesablama maşınında 18 000 elektron lampalarından, onmərtəbəli onluq ədədləri yaddaşında saxlaya bilən 20 ədəd reqistrdən istifadə olunurdu. Maşın 5 000 riyazi əməliyyatı saniyə ərzində yerinə yetirirdi. Proqram maşına mexaniki açarların və elastik ştekerli kabellərin köməyi ilə əl ilə daxil edilirdi (elastik kabellər lazımı yuvalara istifadəçi tərəfindən taxılırdı). Bu baxımdan da proqramda həyata keçirilən istənilən dəyişikliklər həddindən artıq vaxt və işçi qüvvəsi tələb edirdi.

Sonrakı illərdə, təxminən 1944-cü ildə, Con Mouçli və Presper Ekkert EDVAC (Electronic Discrete Automatic Variable Computer - Diskret təsirli parametrləşdirilmiş avtomatik elektron hesablama maşını) adlı hesablama maşınının yaradılması ilə məşğul olmağa başlayırlar. Uzun illər boyu nəticə verməyən bu yaradıcılıq işi 1952-ci ilə kimi davam edir. Hesablama maşını ikilik say sistemində işləyirdi. Yaddaşının tutumu 5 000 yuva (hər yuvaya 44 bit informasiya yerləşirdi) olan maşında yaddaş kimi civəli gözləmə xəttindən istifadə olunurdu. Hesablama maşınının əmrlər sistemi dörd ünvanlı idi. Toplama əməliyyatı 0,001 saniyəyə, vurma əməliyyatı isə 0,002 saniyəyə yerinə yetirilirdi. Hesablama maşınının əsas diqqəti cəlb edən xüsusiyyəti onda istifadə olunan proqramın onun daxilində yerləşən operativ yaddaşda yerləşdirilməsi idi.

O vaxtdan başlayaraq kompüterlər (Elektron Rəqəm Hesablama Maşınları) yüksək sürətlə inkişaf etməyə başladı.

Kompüterlərin yarandığı vaxtdan indiyə qədər keçdiyi inkişaf tarixini müəyyən xüsusiyyətlərlə səciyyələnən mərhələlərə (nəsillərə) bölmək olar.

I nəsil (1945-1959-cu illər). Birinci nəsil hesablama maşınlarının arxitekturası Con fon-Neyman prinsiplərinə əsaslanır. Prinsipə əsaslanaraq qurulmuş hesablama maşınlarının məhsuldarlığı daima inkişaf etdirilmişdir (takt tezliyi artırılmış, maşın sözünün uzunluğu artmış, operativ yaddaşda informasiyanın dəyişmə sürəti artmış və s.).

İlk hesablama maşınları elektron lampaları, kondensatorlar və relelər bazasında yaradılmışdı. Bu maşınların sürəti məhdud idi və onlarda texniki nasazlıqlar tez-tez baş verirdi. Bunlara misal olaraq keçən əsrin 40-cı illərində hazırlanmış “ENIAK” və “EDSAC” elektron rəqəmli hesablama maşınlarını göstərmək olar.

II nəsil (1960-1969) elektron hesablama maşınlarının element bazası kimi yarımkeçirici elementlərdən (tranzistorlardan) istifadə olunmuşdur. Bu nəsil kompüterlər saniyədə yüz minədək elementar əməliyyat apara bilirdi.

1947-ci ilin 16 dekabrında Bell Labsın laboratoriyasında çalışan Uilyam Şokli, Con Bardin və Uolter Bratteyn ilk fəaliyyət göstərən bipolyar tranzistoru nümayiş etdirirlər. 1947-ci ilin 23 dekabrı tranzistorun kəşf günü sayılır. Müəlliflər 1956-cı ildə Nobel mükafatına layiq görülürlər.

Yaradılmış texniki elementi ilk dəfə “yarımkeçirici triod” və ya “kristal triod” adlandırmaq təklif edilir. Müzakirədə iştirak edən Con Pirs elementi tranzistor adlandırmağı təklif edir və təklif qəbul olunur.

III nəsil (1970-1985). Bu nəsil kompüterlərin yaradılması üçün əsas zəmin yeni element bazasının – mikroelektronikanın və inteqral sxemlərin yaranması oldu. Onlardan istifadə nəticəsində kompüterlərin qabarit ölçüləri kiçildi, iş etibarlılığı artdı, qurğuların paralel işləməsi prinsipi daha da təkmilləşdirildi.

Bu nəsil kompüterlərin əsas səciyyəvi cəhətlərindən biri hesablama prosesinin təşkilində aparat vasitələrindən birgə istifadə olunmasıdır.

IV nəsil 1985-ci ildən indiyə qədər böyük və çox böyük inteqral sxem (BİS, ÇBİS) texnologiyası ilə yaradılan kompüterləri əhatə edir. Bu cür inteqral sxemlərdə bir yarımkeçirici kristalda bir neçə yüz milyona (hətta bir milyarda) qədər texniki element (tranzistor və ya sxem) yerləşdirmək mümkündür. Bu nəsil hesablama maşınların arasında mikro- və mini- kompüterlər xüsusi yer tutur. Mikrokompüterlərin ən geniş yayılmış növü fərdi kompüterlərdir. Fərdi kompüterlər IV nəsil kompüterlərin ayrıca sinfini təşkil edir.

Kompüterin qabarit ölçüləri xeyli kiçilir (10-100 dəfələrlə), iş etibarlılığı isə çoxalır. Əvvəlki nəsil kompüterlərdə əməli yaddaş əsasən maqnit nüvələrində qurulduğu halda, IV nəsil kompüterlərdə əməli yaddaş, statik və dinamik yaddaş inteqral sxemlərində qurulur, nəticədə əməli yaddaşin işləmə sürəti və tutumu xeyli artmış olur.

Fərdi kompüterlərin yaradılması, geniş istehsalı və tətbiqi kompüter texnikasında inqilabi nailiyyət hesab oluna bilər. Bunun bir neçə səbəbi var:

 fərdi kompüter ölçülərinə görə xeyli kiçik (masaüstü) və qiymətcə çox ucuzdur;

 texniki göstəricilərinə və imkanlarına görə III nəsil orta və kiçik kompüterlərdən geri qalmır;

 köhnə kompüterlərlə əsasən bu sahənin mütəxəssisləri (proqramçılar, elektron mühəndisləri, operatorlar) işləyə bildiyi halda, fərdi kompüterlərdən kütləvi alət kimi (məsələn, televizor, maqnitofon və s.) hamı istifadə edə bilir;

 fərdi kompüter çox etibarlıdır və onunla ünsiyyət dialoq formasında aparıldığından, çox rahatdır.

Hazırda dünyada bir neçə yüz milyonlarla fərdi kompüter elmdə, istehsalatda, tədrisdə və məişətdə istifadə olunur. Fərdi kompüterlər və onların proqram təminatı ildən-ilə təkmilləşir, yaxşılaşır və müxtəlif sahələrə tətbiqi daha da genişlənir.

V nəsil. 1980-cı illərdə dünyanın aparıcı mütəxəssisləri beşinci nəsil maşınları haqqında müzakirələr etməyə başladılar. Müzakirənin əsas ideyası sona çatmaqda olan min illiyin axırlarında yaradılacaq hesablama maşınının bu vaxta kimi yaradılmış hesablama maşınlarından köklü sürətdə fərqlənməsi idi. İdeya hesablama texnikası aləminə “beşinci nəsil maşınların Yapon layihəsi” kimi daxil oldu. Layihəyə əsasən Elektron Hesablama Maşınlarının “intellektual” səviyyəsi artırılmalı və onların insanlarla ünsiyyəti tutarlı səviyyəyə çatdırılmalı idi (bu ö dövrdə “Yapon harayı” adlandırılmışdı). Bununla yanaşı hesablama maşınının arxitekturası elə hazırlanmalı idi ki, maşının daxilinə yerləşdirilmiş proqram təminatı istifadəçiyə maşınla təbii dildə ünsiyyət yaratmaqla yanaşı maşından istifadə etməklə mürəkkəb məntiqi məsələləri də həll etmək imkanını verə bilsin.

Yapon alimlərinin fikiri belə idi: hesablama maşınını fikirləşməyə məcbur etmək. V nəsil maşının layihələndirilməsi üçün ekspert qrupu da yaradılmışdı. Ekspert qrupunun qarşısında düran əsas məsələlər hesablama maşınında bilik bazasının, məntiqi çıxış sisteminin, məntiqi proqramlaşdırma dilinin, mürəkkəb obyektləri müəyyən etmə sisteminin, daha doğrusu süni intellektə aid nə varsa hamısının hazırlanması idi. Butün səylərə baxmayaraq hələlik bu ideyalar həyat keçməmişdir.

VI nəsil. XXI əsrin başlağıcında hazırlanacaq maşınları altıncı nəsil hesablama maşınları adlandırırlar. Bu tip hesablama maşınları yeni informasiya texnologiyasına (biliklər və verilənlər bazasında saxlanılan multimedia, virtual gerçəklik, qrafiki və səs informasiyasına malik olma, paylanmış təhlil üsulları varlığı və s.) əsaslanaraq işləməlidir. Texnologiyaya əsasən bütün kompüterlər vahid informasiya məkanında birləşməli, bir-biri ilə daima təmasda olmalı, istənilən məzmunda informasiyanı operativ şəkildə əldə etməli, verilənlər bazasına və biliklər mənbəyinə müraciət imkanına malik olmalı və nəhayət bütün dünyaya yayılmış informasiya mərkəzləri ilə informasiya mübadiləsində olmalıdır. Başqa sözlə hesablama texnikası özünəməxsus proqram təminatı ilə birlikdə istifadə olunan telefonu, tele-faksı, informasiya-məlumat bürolarını, şəxsi arxivləri və kütləvi informasiya vasitələrini əvəz etməlidir.