ТРЕТЬЕ ПОКОЛЕНИЕ КОМПЬЮТЕРОВ: ИСТОРИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, АППАРАТНОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ - ТЕХНОЛОГИЯ - 2026

Третье поколение компьютеров относится к компьютерной технологии, основанной на интегральных схемах, которая использовалась в период между 1963 и 1974 годах интегральных схем в сочетании различные электронные компоненты, такие как транзисторы и конденсаторы, среди других.

Были произведены очень маленькие транзисторы, которые можно было разместить в едином полупроводнике, что значительно улучшило общую производительность компьютерных систем.

IBM 360 Источник: flickr.com, Дон ДеБолд. Attribution 2.0 Generic (CC BY 2.0)

Эти схемы превосходят электронные лампы и транзисторы как по стоимости, так и по производительности. Стоимость интегральных схем была очень низкой. Поэтому главной характерной особенностью компьютеров третьего поколения было то, что интегральные схемы стали использоваться в качестве вычислительных устройств, которые продолжали использоваться до нынешнего поколения.

Третье поколение стало поворотным моментом в жизни компьютеров. Перфокарты и принтеры были обменены на клавиатуры и мониторы, подключенные к операционной системе.

В это время компьютеры стали более доступными для массовой аудитории из-за их меньшего размера и более приемлемой стоимости.

Закон Мура

Реализация этих компьютеров также соответствовала закону Мура, раскрытому в 1965 году.

В этом законе говорилось, что из-за того, что размер транзистора так быстро уменьшался, в течение следующих десяти лет количество транзисторов, которые могут уместиться на новых микрочипах, будет удваиваться каждые два года. Спустя десять лет, в 1975 году, этот экспоненциальный рост был скорректирован на каждые пять лет.

В третьем поколении процессор был построен с использованием множества интегральных схем. В четвертом поколении весь процессор мог быть размещен на одном кремниевом чипе, размер которого был меньше почтовой марки.

Сегодня почти все электронные устройства используют какой-либо тип интегральной схемы, размещенной на печатных платах.

Происхождение и история третьего поколения

Транзисторы были значительно лучше электронных ламп, но они по-прежнему выделяли много тепла, вызывая повреждение частей компьютера. Эта ситуация разрешилась с появлением кварца.

Транзисторы были уменьшены в размерах, чтобы их можно было разместить на кремниевых полупроводниках, также обычно называемых чипами. Таким образом, транзисторы были заменены интегральной схемой или микросхемой. Ученым удалось разместить на одном кристалле множество компонентов.

В результате компьютер становился все меньше и меньше по мере того, как все больше компонентов помещалось в один чип. Они также смогли увеличить скорость и эффективность компьютеров третьего поколения.

Интегральная схема

В третьем поколении основным флагманом стала технология интегральных схем или микроэлектроники.

Джек Килби из Texas Instruments и Роберт Нойс из Fairchild Semiconductor были первыми, кто разработал идею интегральной схемы в 1959 году.

Интегральная схема - это уникальное устройство, которое содержит внутри большое количество транзисторов, регистров и конденсаторов, которые построены из единого тонкого куска кремния.

Первая интегральная схема содержала всего шесть транзисторов. Становится трудно сравнивать с используемыми сегодня интегральными схемами, которые содержат до сотен миллионов транзисторов. Необычайное развитие менее чем за полвека.

Поэтому нельзя отрицать, что размер компьютера становился все меньше и меньше. Компьютеры этого поколения были маленькими, недорогими, с большим объемом памяти и очень высокой скоростью обработки.

Характеристики компьютеров третьего поколения

Эти компьютеры были высоконадежными, быстрыми и точными, с более низкой стоимостью, хотя они все еще были относительно дорогими. Уменьшились не только его размеры, но и потребность в энергии и выработке тепла.

Пользователи могут взаимодействовать с компьютером через клавиатуры и мониторы для ввода и вывода данных, в дополнение к взаимодействию с операционной системой, обеспечивая интеграцию аппаратного и программного обеспечения.

Достигается возможность связи с другими компьютерами, что способствует передаче данных.

Компьютеры использовались в расчетах переписи, а также в военных, банковских и промышленных приложениях.

Используемая технология

Транзисторы были заменены на интегральную схему в своих электронных схемах. Интегральная схема представляла собой единый компонент, содержащий большое количество транзисторов.

Скорость обработки

Благодаря использованию интегральных схем компьютеры стали работать быстрее и точнее.

Его скорость была почти в 10 000 раз выше, чем у компьютеров первого поколения.

Место хранения

Объем памяти был больше, и можно было хранить сотни тысяч символов, ранее только десятки тысяч. Полупроводниковая память, такая как RAM и ROM, использовалась в качестве первичной памяти.

В качестве носителей использовались внешние диски, чей характер доступа к данным был случайным, с большой емкостью памяти в миллионы символов.

Улучшенное программное обеспечение

- Продолжалась разработка языков программирования высокого уровня. Для разработки программ используются языки высокого уровня, такие как FORTAN, BASIC и другие.

- Возможность делать многопроцессорность и многозадачность. Возможность одновременного выполнения нескольких операций была развита за счет установки мультипрограммирования.

аппаратные средства

Это поколение положило начало концепции «семейства компьютеров», которая поставила перед производителями задачу создавать компьютерные компоненты, совместимые с другими системами.

Заметно улучшилось взаимодействие с компьютерами. Появились видеотерминалы для вывода данных, заменившие принтеры.

Клавиатуры использовались для ввода данных, а не для печати перфокарт. Были введены новые операционные системы для автоматической обработки, а также для множественного программирования.

Что касается хранения, то для вспомогательных клемм магнитные диски начали заменять магнитные ленты.

Интегральная схема

В этом поколении компьютеров в качестве основного электронного компонента использовались интегральные схемы. Развитие интегральных схем дало начало новой области микроэлектроники.

Интегральная схема пыталась решить сложные процедуры, использованные при проектировании транзистора. Подключение конденсаторов и диодов к транзисторам вручную занимало много времени и было не совсем надежно.

Помимо снижения стоимости размещение нескольких транзисторов на одном кристалле значительно увеличило скорость и производительность любого компьютера.

Компоненты интегральной схемы могут быть гибридными или монолитными. Гибридная интегральная схема - это когда транзистор и диод размещаются отдельно, а монолитная - это когда транзистор и диод размещаются вместе на одной микросхеме.

программное обеспечение

Операционная система

Компьютеры начали использовать программное обеспечение операционной системы для управления компьютерным оборудованием и ресурсами. Это позволяло системам запускать разные приложения одновременно. Кроме того, использовались операционные системы удаленной обработки.

IBM создала операционную систему OS / 360. Рост программного обеспечения был значительно улучшен за счет разделения, когда программное обеспечение продавалось отдельно от оборудования.

Языки высокого уровня

Хотя языки ассемблера оказались очень полезными в программировании, продолжались исследования в поисках лучших языков, которые были бы ближе к обычному английскому.

Это сделало обычного пользователя достаточно знакомым с компьютером, что стало главной причиной стремительного роста компьютерной индустрии. Эти языки были названы языками высокого уровня.

Языки третьего поколения носили процедурный характер. Поэтому они также известны как процедурно-ориентированные языки. Процедуры требуют, чтобы вы знали, как будет решена проблема.

Каждый язык высокого уровня был разработан для удовлетворения некоторых основных требований для определенного типа задач.

Пользователь мог использовать различные языки высокого уровня: FORTRAN, COBOL, BASIC, PASCAL, PL-1 и многие другие.

Исходная программа

Программа, написанная на языке высокого уровня, называется исходной программой. Это элемент, который программист вводит в компьютер, чтобы получить результаты.

Исходная программа должна быть преобразована в объектную программу, которая является языком нулей и единиц, понятным компьютеру. Это выполняется промежуточной программой, называемой компилятором. Компилятор зависит как от языка, так и от используемого компьютера.

Изобретения и их авторы

Интегральная схема

Это схема, состоящая из большого количества электронных компонентов, размещенных на одном кремниевом кристалле с помощью фотолитографического процесса.

Впервые он был разработан в 1959 году Джеком Килби из Texas Instrument и Робертом Нойсом из Fairchild Corporation независимо друг от друга. Это было важное изобретение в области информатики.

Килби построил свою интегральную схему на германии, а Нойс построил ее на кремниевом кристалле. Первая интегральная схема была использована в 1961 году.

IBM 360

IBM изобрела этот компьютер в 1964 году. Он использовался в коммерческих и научных целях. IBM потратила около 5 миллиардов долларов на разработку System 360.

Это был не просто новый компьютер, а новый подход к компьютерному дизайну. Введена такая же архитектура для семейства устройств.

Другими словами, программа, разработанная для работы на одной машине из этого семейства, может также работать на всех остальных.

UNIX

Эта операционная система была изобретена в 1969 году Кеннетом Томпсоном и Деннисом Ричи. UNIX была одной из первых операционных систем для компьютеров, написанной на языке C. В конце концов, появилось много разных версий UNIX.

UNIX стала ведущей операционной системой для рабочих станций, но не пользовалась большой популярностью на рынке ПК.

паскаль

Этот язык назван в честь Блеза Паскаля, французского математика 17 века, построившего одну из первых механических счетных машин. Впервые он был разработан как учебное пособие.

Никлаус Вирт разработал этот язык программирования в конце 1960-х годов. Паскаль - это язык с высокой структурой.

Рекомендуемые компьютеры

IBM 360

Третье поколение началось с появления семейства компьютеров IBM 360. Это была, возможно, самая важная машина, построенная в тот период.

У больших моделей было до 8 МБ оперативной памяти. Наименьшей емкостью была модель 20 с объемом памяти всего 4 Кбайт.

IBM поставила четырнадцать моделей компьютеров этой серии, включая единичные модели для НАСА.

Один из членов этого семейства, Model 50, мог выполнять 500 000 сумм в секунду. Этот компьютер был примерно в 263 раза быстрее, чем ENIAC.

Это был довольно успешный компьютер на рынке, поскольку он позволял выбирать между различными типами настроек. Однако все компьютеры серии IBM 360 использовали один и тот же набор инструкций.

Honeywell 6000

Различные типы моделей этой серии включают улучшенную функцию набора команд, которая добавляет к операциям десятичную арифметику.

ЦП в этих компьютерах работал с 32-битными словами. Модуль памяти содержал 128к слов. Система может поддерживать один или два модуля памяти максимум на 256 КБ слов. Они использовали различные операционные системы, такие как GCOS, Multics и CP-6.

PDP-8

Он был разработан в 1965 году компанией DEC. Это был коммерчески успешный миникомпьютер. В то время эти компьютеры были самыми продаваемыми компьютерами в истории. Они были доступны в настольных моделях и в креплениях на шасси.

У него был меньший набор инструкций. Он использовал 12 бит для размера слова.

У них было несколько характеристик, таких как низкая стоимость, простота и возможность расширения. Дизайн этих компьютеров облегчил программирование для программистов.

Преимущества и недостатки

преимущество

- Основным преимуществом интегральных схем был не только их небольшой размер, но и их производительность и надежность, превосходящие предыдущие схемы. Энергопотребление было намного ниже.

- У компьютеров этого поколения была более высокая скорость вычислений. Благодаря своей скорости вычислений они были очень продуктивными. Они могли вычислять данные за наносекунды

- Компьютеры были меньше по размеру по сравнению с предыдущими поколениями. Поэтому их было легко транспортировать из одного места в другое из-за их меньшего размера. Их можно было установить очень легко, и для их установки требовалось меньше места.

- Они выделяли меньше тепла по сравнению с двумя предыдущими поколениями компьютеров. Внутренний вентилятор был запущен для отвода тепла, чтобы избежать повреждений.

- Они были намного надежнее и поэтому требовали менее частого обслуживания. Следовательно, стоимость обслуживания была низкой.

- Дешевле. Значительно увеличилось коммерческое производство.

- У них была большая емкость для хранения.

- Его использовали для общих целей.

- Мышь и клавиатура стали использоваться для ввода команд и данных.

- Может использоваться с языками высокого уровня.

Недостатки

- Требовалось, чтобы еще был кондиционер.

- Технология, необходимая для производства микросхем интегральных схем, была очень сложной.

- Интегральные микросхемы было непросто обслуживать.

Ссылки

1. Бенджамин Мусунгу (2018). Поколения компьютеров с 1940 г. по настоящее время. Kenyaplex. Взято с: kenyaplex.com.
2. Энциклопедия (2019. Поколения, компьютеры. Взято с: encyclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). История развития компьютеров и поколения компьютеров. Взято с: wikieducator.org.
4. Прерана Джайн (2018). Поколения компьютеров. Включите справку. Взято с: includehelp.com.
5. Куллабы (2019). Поколение компьютеров и их особенности. Взято с: kullabs.com.
6. Байт-заметки (2019). Пять поколений компьютеров. Взято с: byte-notes.com.
7. Альфред Амуно (2019). История компьютеров: Классификация поколений компьютеров. Турбо будущее. Взято с сайта turbofuture.com.
8. Стивен Ноэ (2019). 5 поколение компьютеров. Колледж Стеллы Марис. Взято с: stellamariscollege.org.
9. Учебник и пример (2019). Третье поколение компьютеров. Взято с: tutorialandexample.com.