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Sergio Scippacercola » 14.Le generazioni dei computer


LE GENERAZIONI DEI COMPUTER

Gli elaboratori vengono  classificati in base alle caratteristiche tecnologiche possedute. 

Il possesso di una specifica caratteristica tecnologica o funzionale, ad esempio il possesso di valvole, individua anche la generazione.

Di seguito vengono sinteticamente indicate le caratteristiche delle generazioni succedutesi dopo i primi computer.

La prima generazione

Si può affermare che con il 1946 si entrava nella prima generazione (1945-1955) dei calcolatori elettronici e nell’era dell’ Informatica applicata. Infatti, proprio nel 1946 la Pennsylvania University  realizzò l’ ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) che era un  elaboratore totalmente digitale con diciottomila tubi a vuoto termoionici (valvole) (cfr figura a lato) e con una velocità di calcolo di duecento operazioni al secondo.

Nel 1946 John von Neumann introdusse il principio del programma memorizzato, cioè il principio di registrare nell’ unità di memoria dell’elaboratore sia la sequenza delle istruzioni (il programma) sia i dati da elaborare. Con tale innovazione il programma svolto dal calcolatore non era più realizzato mediante le connessioni fisiche tra i vari componenti ma poteva essere registrato, così come i dati, direttamente in memoria. A livello industriale, il primo calcolatore immesso sul mercato fu l’ UNIVAC I (UNIVersal Advanced Computers) costruito dalla Remington-Rand.

 

Valvole  (tubi a vuoto) termoioniche (spazioinwind.libero.it/artsuono)

Valvole (tubi a vuoto) termoioniche (spazioinwind.libero.it/artsuono)


Seconda generazione(1955-1965)

E’ caratterizzata dalla sostituzione delle valvole con i transistori (cfr figura a lato).

I transistor sono dispositivi elettronici costituiti da semiconduttori. Vengono detti semiconduttori alcuni cristalli (es. germanio, silicio) che presentano sia proprietà conduttrici che non conduttrici.

Il transistor ha tre terminali (b,c,e cfr figure a lato) due di essi possono essere usati per l’ input ed il terzo per l’output di segnali. Il comportamento di un transistor o di una combinazione di transistor può essere reso corrispondente alle tabelle di verità di una porta logica. Vengono dette “tabelle di verità” le tabelle che riportano se il risultato di una espressione logica è vera o falsa. Viene detta “porta logica” un dispositivo elettronico che effettua un’ operazione logica booleana come quella indicata nella figura in basso.

Esempio di transistor (myweb.tiscali.co.uk/nuukspot)

Esempio di transistor (myweb.tiscali.co.uk/nuukspot)

Terminali di un transistor associabili ad una Tabella di verità

Terminali di un transistor associabili ad una Tabella di verità


Continua seconda generazione

Oltre alla diminuzione degli ingombri, durante la seconda generazione, le memorie subirono miglioramenti e vennero prodotte le memorie a nuclei magnetici ed i primi circuiti stampati per una costruzione modulare dell’ elaboratore.

Furono, inoltre, progettati e sviluppati i linguaggi FORTRAN, ALGOL, COBOL e BASIC.

I sistemi operativi furono forniti di supervisori, caricatori, compilatori e iniziò la multiprogrammazione.

Esempio di parte di memoria a nuclei magnetici (it.wikipedia.org)

Esempio di parte di memoria a nuclei magnetici (it.wikipedia.org)


Terza generazione

La terza generazione è caratterizzata dall’uso di circuiti integrati (cfr figura a lato)  in media scala (MSI), cioè fino a cento componenti per circuito.

I circuiti integrati sono delle piastrine di silicio dell’ordine di grandezza di venti millimetri quadrati dove sono assemblati i componenti dei circuiti (100 se in MSI). I componenti sono Transistori, capacità, condensatori, resistenze, etc.

Con questi nuovi  componenti vengono prodotti computer ridotti nelle dimensioni ma potenti (minicomputer).

A livello di linguaggi nasce il PASCAL ed il PL1. Si introduce il concetto di Memoria virtuale e nascono i primi calcolatori paralleli. I sistemi operativi vedono la gestione dei multiprocessori e la modalità detta time-sharing.

Esempio di circuito integrato  (upload.wikimedia.org/wikipedia/it/a/a0/Circuito-integrato.jpg)

Esempio di circuito integrato (upload.wikimedia.org/wikipedia/it/a/a0/Circuito-integrato.jpg)


Quarta generazione (1971-1981)

Vede la massima diffusione dei circuiti integrati in larga scala (LSI =1000 componenti) ad altissima integrazione (VLSI =100000 componenti).

E’ nel 1971 che si ha la svolta decisiva per lo sviluppo dell’ Informatica con il lancio sul mercato del primo microprocessore contenuto su una piastrina. Artefice è l’ ingegnere Edward Hoff della Intel Corporation che inventa un’unità di microelaborazione (il processore Intel).

In tale periodo vengono realizzate le Workstation e le prime reti locali.

Nasce l’Informatica distribuita e vengono progettati i primi Supercomputer.

Nascono i primi sistemi per la gestione delle Basi di dati. La microelettronica entra oltre che negli elaboratori anche in tutti gli altri settori (telefonia, elettrodomestici, hi-fi) dove si potevano aggiungere le prestazioni derivanti dall’ elettronica.


Quinta generazione dal 1982 ad oggi

Si differenzia solo per gli sviluppi concettuali e teorici.

Nella quinta generazione  non è stato usato nessun nuovo componente elettronico.

Si è assistito in tale periodo al massiccio sviluppo di programmi (software applicativi e sistemi operativi) più evoluti e si può affermare che la generazione è caratterizzata dallo  “sviluppo di software” .

In tale periodo c’è stato lo sviluppo dei sistemi esperti,  cioè sistemi in grado di risolvere logicamente dei problemi specialistici specifici. La futura, ma ancora lontana frontiera è la realizzazione di piastre realizzate con componenti organici e con circuiti elettronici con struttura analoga a quella dei neuroni. L’ altra frontiera parzialmente superata è il colloquio voce a voce tra uomo e computer eliminando le interfacce imposte dagli attuali linguaggi di programmazione.

 

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