5 пакаленне кампутараў. Кампутар будучыні: апісанне

Першыя электронна-вылічальныя машыны (ЭВМ), або кампутары, былі створаны ў 30-40-х гадах XX стагоддзя. Іх з'яўленне, уласна кажучы, і азначала пачатак сучаснага этапу развіцця інфармацыйных тэхналогій. На дадзены момант паўсюдна выкарыстоўваецца 5 пакаленне кампутараў, аднак дзяленне вылічальных сістэм на пакаленні вельмі ўмоўна.

Першае пакаленне ЭВМ

Пачаткам стварэння электронных вылічальных машын прынята лічыць распрацоўкі нямецкіх электроншчыкаў, якія выкарыстоўвалі для вылічэнняў электрамеханічныя рэле. Затым тэхналагічны прарыў здзейснілі амерыканцы, замяніўшыя рэле электроннымі вакуумнымі лямпамі.

• Першыя вылічальныя машыны на электрамеханічных рэле ў 1938-41 гадах былі створаны ў Германіі (мадэлі Z1 / Z2), затым тэхналогію перанялі англічане.
• Першы суперкампутар «Марк I», памерах пераўзыходзіць палову футбольнага поля, быў створаны намаганнямі IBM ў ЗША (1944 г.).
• Першы універсальны лямпавы кампутар ENIAC, сканструяваны амерыканскім інжынерам-электроншчыкам Джонам Экерт (Eckert) і амерыканскім фізікам Джонам Моучли (Mauchly), прызначаны ў першую чаргу для вырашэння задач балістыкі, меў амаль за 20 000 электронных лямпаў і 1500 рэле. Монстар спажываў да 150 кВт энергіі.

Другое пакаленне ЭВМ

Асаблівасцю наступнага пакалення развіцця кампутараў з'яўляецца пераход з вакуумных лямпаў на вынайдзеныя ў 1948 годзе транзістары. Першы транзістарны электронна-вылічальны цэнтр NCR-304 сабраны ў ЗША фірмай NCR ў 1954 годзе, аднак шырокае распаўсюджванне падобныя кампутары атрымалі да 1960 годзе.

Трэцяе пакаленне ЭВМ

Грунтавалася на інтэгральных схемах (пачатак 1960-х). Часам інтэгральную схему называюць мікрасхемай, або чыпам (chip у перакладзе з англійскай мовы - "трэска"). C 1965 гады быў пачаты выпуск адной з лепшых машын трэцяга пакалення IBM / 360, сямейства гэтых машын складалася з сямі мадэляў. Дарэчы, 5 пакаленне кампутараў прынцыпова не вельмі адрозніваецца ад старога IBM і з'яўляецца хутчэй эвалюцыяй ЭВМ, чым рэвалюцыяй.

чацвёртае пакаленне

Узнікненне чацвёртага пакалення ЭВМ звязана з удасканаленнем інтэгральных схем. У 1950 году амерыканец К. Ларк-Горовиц (Lark-Horovitz) засяродзіў увагу на магчымасці нейтроннага легіравання хімічнага элемента германію. Гэты метад у пачатку 60-х пачалі ўжываць да крэмнію: на яго сверхчистых пласцінах пачалі вырабляць метадам інтэгральнай тэхналогіі так званыя вялікія інтэгральныя схемы (ВІС), затым - звышвялікіх інтэгральныя схемы (СБИС):

• ВІС змяшчае 1000-10 000 элементаў у крышталі паўправадніка (звычайна на паверхні крышталя).
• СБИС змяшчае звыш 10 000 элементаў.

Узнікненне ВІС і СБИС зрабіла магчымым з'яўленне мікрапрацэсараў.

Пятае пакаленне ЭВМ

Па вялікім рахунку кампутары пятага пакалення і чацвёртага маюць столькі агульных прыкмет, што многія спецыялісты аб'ядноўваюць іх у адно пакаленне. Прынята лічыць, што на пятым ставяцца кампактныя персанальныя ЭВМ, прызначаныя для працы аднаго-двух карыстальнікаў. Першы ПК «Альтаір 8800» фірмы MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems) пабачыў свет у 1975 годзе. Годам пазней свае "персаналкі" Apple I (1976) і Apple II (1977) прадставіла Apple Computer. Пасля выхаду культавага ПК IBM PC ў 1981 годзе персанальныя кампутары канчаткова пакарылі свет.

Альтэрнатыўны пункт гледжання

Спрэчкі аб тым, карэктна Ці прызнаваць 5 пакаленне кампутараў як нешта рэвалюцыйна новае, вядуцца даўно. Калі падзяляць пакалення ЭВМ па элементнай базе, то высвятляецца, што нават паміж трэцім і чацвёртым пакаленнямі грань вельмі тонкая, але тут можна казаць хаця б пра з'яўленне мікрапрацэсараў.

Сам тэрмін «кампутары пятага пакалення" ў сапраўдны момант з'яўляецца нявызначаным і прымяняецца ў многіх сэнсах. Некаторыя спецыялісты лічаць кропкай адліку стварэнне двух'ядравага ПК ў 2005 годзе.

Смартфон замест ЭВМ?

Аналітыкі часта разважаюць, якім будзе персанальны кампутар будучыні - ня суперкампутар для маштабных задач, а менавіта ПК. Цяперашні этап развіцця інфармацыйна-камунікацыйных тэхналогій характарызуецца надзвычай хуткім і амаль адначасовым развіццём кампутарных сетак (асаблівую ролю адыграла ўзнікненне сусветнай сеткі Internet, на аснове якой працуе Сусветная павуціна - World Wide Web) і мабільнай сувязі. Прычым сучасны смартфон увабраў у сябе, па сутнасці справы, усе функцыі персанальнага кампутара.

Як сеткавыя камп'ютэрныя тэхналогіі, так і тэхналогіі мабільнай радыёсувязі пастаянна ўдасканальваецца, таму будучыя перамены ў кароткатэрміновай перспектыве сур'ёзныя аналітыкі бачаць у мінімалізацыі прылад без страты прадукцыйнасці. Калі ў цяперашні час пераважаюць настольныя (стацыянарныя) ПК, якія паступова выцясняюцца наўтбукамі, лэптопамі, ультрабуков і планшэтным кампутарамі, то неўзабаве ўсіх іх могуць замяніць кампутары новага пакалення на базе мадэрнізаваных смартфонаў.

Асаблівую ролю тут павінна згуляць з'яўленне гнуткіх дысплеяў, якія ўжо вырабляюцца ў ЗША і Японіі з 2008 года. Дарэчы, гнуткія гаджэты, якія складаюцца, як кніга, альбо іх дысплеі згортваюцца ў трубачку, ужо створаны (у артыкуле вы бачыце іх фота).

кампутары будучыні

Галоўныя надзеі ў гэтым напрамку звязаны з аптычнымі (фатонаў) ЭВМ. Ідэя аптычных (фатонных) вылічэнняў - вылічэнняў, што праводзяцца з дапамогай фатонаў, якія згенераваныя лазерамі або дыёдамі, - мае дастаткова даўнюю гісторыю. Перавагі відавочныя: выкарыстоўваючы фатоны (якія рухаюцца з хуткасцю святла), магчыма дасягнуць непараўнальна больш высокіх хуткасцяў перадачы сігналу, чым выкарыстоўваючы электроны (як у цяперашніх кампутарах).

Гэта стане прынцыповым прарывам у сферы hardware і дазволіць стварыць рэвалюцыйна новае (сапраўднае) 5 пакаленне кампутараў. Ідэя фатонны ЭВМ стала здабываць матэрыяльную сілу пасля таго, як у Масачусецкім тэхналагічным інстытуце (ЗША) ў 1969 годзе была прадказаная, а ў 1976 назіралася на вопыце аптычная метастабільным. Для прыбораў, якія працуюць на аснове гэтай з'явы, патрабуецца паўправаднік, празрысты ў адной вобласці спектру і непразрысты ў іншы, з рэзка нелінейнай аптычнай характарыстыкай (напрыклад, антимонид індыя). Лагічныя схемы на такіх аптычных элементах могуць працаваць з хуткасцю 1000 млрд лагічных аперацый у секунду.

У ліпені 2014 года ў Інстытуце Вэйцмана (Ізраіль) створаны фатонны маршрутызатар - прылада, заснаванае на адным-адзіным атаме, здольным пераключацца з аднаго квантавага стану ў іншы, і якое дазваляе накіроўваць адзінкавыя кванты святла па зададзеным маршруце. Фатонны маршрутызатар - ключавы элемент, які дазволіць стварыць першы фатонны кампутар будучыні.

праграмнае асяроддзе

У сферы brainware магчымыя прарывы звязаны з развіццём матэматыкі - тэорыі аўтаматаў і цесна звязанай з ёй тэорыі алгарытмаў, тэорыі вычислимости і тэорыі вылічальнай складанасці. Тэорыя аўтаматаў і тэорыя алгарытмаў - раздзелы класічнай матэматычнай логікі, у якіх ўвага сфакусаваныя на пытанні пра тое, што можна аўтаматызаваць або вылічыць.

Да тэорыі алгарытмаў прымыкае тэорыя вычислимости (тэорыя рэкурсіўных функцый). Тэорыя вылічальнай складанасці (або тэорыя складанасці вылічэнняў) - яшчэ адзін падзел дыскрэтнай матэматыкі, цесна звязаны з інфарматыкай. Асноўнае пытанне гэтай тэорыі: "Якая колькасць рэсурсаў неабходна для вылічэнняў (калі праблема вычислимости вырашана)?" Для шматлікіх дадаткаў асаблівую ролю набывае развіццё тэорыі графаў.

Штучны інтэлект (IE)

У навукова-фантастычных фільмах і літаратуры будучае пакаленне ЭВМ часта ўяўляецца як нейкі штучны розум, вырашальны за людзей большасць задач, а ў некаторых выпадках ( «Матрыца», «Тэрмінатар») падпарадкоўвае чалавецтва. Такія фільмы і друкаваныя творы прымушаюць задумацца, ці патрэбны грамадству IE, падаграваючы цікавасць уражальнымі відэакадрамі і фота.

Кампутары будучыні сапраўды плануецца надзяліць элементамі прасунутага штучнага інтэлекту, аднак яны нічога агульнага не будуць мець са «страшылкамі» галівудскіх блокбастараў. Для вырашэння задач штучнага інтэлекту, у прыватнасці для стварэння інтэлектуальных сістэм падтрымкі прыняцця рашэнняў (ИСППР), ўсё шырэй прымяняюцца нетрадыцыйныя раздзелы матэматыкі, такія як тэорыя недакладных мностваў і невыразная логіка, а таксама тэорыя магчымасцяў і тэорыя верагоднасцяў.

высновы

Сучасныя вылічальныя сістэмы і інфармацыйныя тэхналогіі знаходзяць і будуць знаходзіць усё больш шырокае прымяненне ў самых розных галінах чалавечага быцця - у навуцы і тэхніцы, у адукацыі і культуры, у вытворчасці, на транспарце і ў сферы абслугоўвання. Яны фарміруюць стыль жыцця сучаснага чалавека, яго культуру, ўспрыманне свету і лад дзеянняў. Аднак развіццё гэтых тэхналогій нясе ў сабе нямала небяспекі. Таму далейшае ўдасканаленне інфармацыйна-камунікацыйных сродкаў павінна ісці рука аб руку з гуманізацыяй грамадства.