کامپیوترهای نسل اول تا ششم

[hajillo58]

(کامپیوتر های نسل اول تا ششم)

مقدمه :

در سال 1641 جوانی هجده ساله به نام بیلز پاسکال در شهر روان فرانسه با یک ابتکار جالب ماشینی ساخت که به ماشین حساب پاسکال معروف شد.
در ماشین حساب پاسکال 6 چرخ دندانه دار نصب شده بود وهر چرخ د0 دندانه داشت. هر دندانه نمایشگر یکی از ارقام صفر تا 9 بود .

سی سال پس از پاسکال یک ریاضی دان آلمانی به نام لایب نیتسز در تکمیل اختراع پاسکال کوشید و ماشینی ساخت که با کمک آن می شد اعمال ضرب و تقسیم را نیز انجام داد و حتی جذر گرفت.

دانشمندان به تدریج به فکر استفاده از کارت های سوراخ دار افتادند.
در قرن نوزدهم یک ریاضی دان انگلیسی به نام چارلز بابیچ به فکر یک ماشین حساب خود کار افتاد که با کارت های سوراخ شده اطلاعات و ارقام را می پذیرفت.

در سال 1890 دانشمند جوانی به نام هلر یت با توجه به نیازهای آمارگران از کارت های سوراخ شده و دستگاه های شمارنده این کارت ها استفاده کرده مثلا برای تفکیم زن و مرد در سمت چپ یا راست کارت سوراخ می شد و با تکامل دستگاه هلریت وی ماشین هایش را در نیویورک و پاریس به نمایش گذاشت.

علی رغم استقبال کم از این دستگاه جمعی از بازرگانان آمریکایی از جمله توماس واتسون به فکر خرید امتیاز ساخت ماشین های هلریت افتادند.
او بنیانگذار International Business Machines یا IBM است.

 

 

 

 

قدم به قدم از چرتکه تا اینترنت ، نگاهی به سیر تحول کامپیوترها

مقدمه نگاهی به سیر تحول کامپیوترها:

با اینکه هنوز برخی کاسب های قدیمی چرتکه را بر هر وسیله محاسباتی دیگر ترجیح می دهند، اما از بیش از سه قرن قبل افراد زیادی سعی در ساختن وسایل و راه های دیگری برای تسهیل محاسبات ریاضی کردند. یکی از مشهور ترین آنها که در عرصه نظری کمک فراوانی به ساخت کامپیوتر کرد یک اسکاتلندی با نام جی ناپیر بود که موفق به طرح راهی مکانیکی برای ضرب و تقسیم شد. بعد ها همین نظرات ناپیر مبنای طراحی جدول های لگاریتمی شد که تا امروز هم کاربرد دارد.

اولین ماشین محاسباتی :

اما اولین ماشین محاسباتی واقعی در اواسط قرن هفدهم میلادی توسط پاسکال ساخته شد که قادر به جمع و تفریق ریاضی بود و از آن جا که در آن دوران گویا دانشمندان مثل اکنون شتاب زده نبودند مدتی بیش از صد سال طول کشید تا اعمال ضرب و تقسیم را به ماشین پاسکال اضافه کنند!

 

ماشین تحلیلی :

سا ل ها بعد در سال ۱۸۳۰ چارلز بابیج انگلیسی «ماشین تحلیلی» را طراحی کرد و در سال ۱۸۵۵ در نمایشگاه پاریس آن را به نمایش گذاشت. گرچه بابیج هرگز نتوانست ماشین خود را تکمیل کند اما اولین گام های جسورانه را در این راه برداشته بود و به همین خاطر او را پدر کامپیوتر های الکترونیکی امروزی می دانند.

 

اولین کامپیوتر آنالوگ :

درست صد سال بعد در سال ۱۹۳۰ وانوار بوش اولین کامپیوتر آنالوگ را در آمریکا ساخت که این کامپیوتر در جنگ جهانی دوم برای کمک به هدف گیری سلاح های نظامی مورد استفاده قرار گرفت.

کامپیوتر دیجیتال (صفر و یکی) :

جهش عظیم بعدی در زمینه ساخت رایانه در سال ۱۹۴۴ و با ساخت اولین کامپیوتر دیجیتال (صفر و یکی) روی داد. نام این کامپیوتر مارک ۱ توسط کمپانی مشهور IBM ساخته شده بود.
 حالا دیگر صاحبان صنایع هم به اهمیت کامپیوتر ها پی برده بودند و اندک اندک پروژه های ساخت کامپیوتر ها بیشتر و مدت زمان بهره برداری کمتر می شد. کامپیوتر مشهور بعدی فقط دو سال زمان طراحی و ساخت برد و توسط دو مهندس از دانشگاه پنسیلوانیا ارائه شد. نام این غول ۳۰ تنی که ۱۷۰ متر مربع سطح را می پوشاند «انیاک» بود و برای اولین بار در فناوری ساخت آن از لامپ خلأ استفاده شد. 
جالب اینجاست که تا آن زمان کامپیوتر ها فاقد هرگونه حافظه بودند تا اینکه در سال ۱۹۴۷ جان ون نیومن ایده واحدی برای نگهداری دستورات (که امروزه حافظه خوانده می شود) را مطرح و عملی کرد.

پنج نسل کامپیوتر :

دوره تکامل کامپیوتر را به پنج نسل تقسیم می کنند که هر نسل ویژگی خاص خود را دارد.

نسل اول کامپیوتر :

بعد از جنگ جهانی دوم جنبش و تحرک جدیدی برای ساختن ماشین های سریعتر و قویتر به وجود آمد و این به خاطر درگیری روز افزون بشر به کارهای اداری و تجاری با حجم زیاد و محاسبات پیچیده و وسیع علمی بود .
اولین کامپیوتر در سال 1944 در دانشگاه هاروارد و نوع کاملتر آن در سال 1946 در دانشگاه پنسیلوانیا به نام انیاک برای حل مسائل مربوط به انفجار جهت اداره اردنانس ارتش آمریکا توسط دکتر ماکلی وارکرت ساخته و تکمیل شد. 
در این ماشین 19000 لامپ خلا استفاده شده بود و برای انرزی مصرفی لامپ ها و همچنین دستگاههای تهویه و خنک کننده ماشین حدود KW130 انرزی الکتریکی مصرف می شد .
 ماشین دارای حجم زیادی بود و سطحی را معادل 9015 متر مربع اشغال میکرد لیکن سرعت زیادی داشت و 5000جمع و 350 ضرب را در مدت 1 ثانیه به انجام میرسانید. در سال 1952 اولین کامپیوتری که قادر به ذخیره کردن برنامه بود به نام ادواک توسط دکتر نیومن ساخته شد که اساس کامپیوتر های امروزی قرار گرفت .
 در سال 1948 کامپیوتر دیگری توسط شرکت IBM ساخته شد که سرعت عمل زیادی داشت و در سال 1954 یک کامپیوتر کو چک به نام IBM 650  به بازار آمد که در ظرف 5 سال 2000 دستگاه از آن به فروش رفت و در همان سال ماشین دیگری به نام UNIVAC-4 به تعداد زیادی تولید گردید . 
تا قبل از سال 1955 برای فعالیت های تجاری یا کارهای علمی کامپیوتر های ویزه ای ساخته میشد که مشخصات آنها منحصرا جوابگوی یکی از امور اداری – تجاری یا علمی بود . این سری از کامپیوتر ها به کامپیوتر های نسل اول معروفند .
 

مشخصات کلی کامپیوتر های نسل اول :

1-      سرعت عمل آنها حدود یک هزارم ثانیه بود .

2-      حافظه آنها دارای ظرفیت 2000تا3000 کلمه بود .

3-      دارای کاربرد های ویزه تک منظوره بودند .

4-      کلیه برنامه ها به زبان ماشین نوشته میشد .

5-      در آنها از لامپ خلا و رله به عنوان حافظه استفاده می شد .

یک نمونه از کامپیوتر های نسل اول :

پدر بزرگ کامپیوترهای امروزی   (ENIAC)

پیشرفت روند علوم،فنون و تکنولوژی در کمتر از صدسال اخیر و خاصه از نیمه دوم قرن بیستم تا به امروز و به مدد کامپیوترها ؛ امری است غیرقابل انکار و تصور آنکه اولین کامپیوترهای دنیا با مشخصه هایی همچون کارایی محدود ،ابعاد غول آسا، مصرف انرژی بالا،آسیب پذیری زیاد، و ... متعلق به کمتر از هفت دهه(63سال) پیش بوده‌اند . شاید برای بسیاری از شما امروز امری باور نکردنی و تعجب‌آور باشد .
البته در کمال تاسف تکنولوژی کامپیوتر نیز مانند بسیاری از تکنولوژی‌ها و علوم دیگر در ابتدا برای ایجاد برتری در پدیده هولناک جنگ و در خدمت ارتش پا به عرصه وجود نهاد .
 
              
 
ENIAC – Electronic   Numerical   Integrator   And   Computer 
 
 انیاک اولین کامپیوتر الکترونیکی همه منظوره دنیا است که قابلیت برنامه ریزی برای محاسبات عددی برای مصارف گوناگون را داشته ودر سال 1944 توسط John Mauchly  و J.Presper Eckert در دانشگاه پنسیلوانیا آمریکا و با کمک یک تیم شش نفره به اسامی:
 
Bob Shaw (function tables)

Chuan Chu (divider / square – rooter)

Kite Sharpless (master programmer)
Arthur Burks (multiplier)

Harry Huskey (reader / printer)

Jack Divis (accumulators)

طراحی و ساخته شد . انیاک را می توان براستی پدر بزرگ کامپیوترهای امروزی دانست . هرچند که قبل از انیاک کامپیوترهای دیگری نیز تولید شده بودند که برای مصارف خاص مورد استفاده قرار می گرفته اند و یا تمام الکترونیکی نبوده اند که از جمله آن ها می توان از :

Zuse

Colossus Computer

Atanasoff-Berry Computer

Z3

Harvard Mark I

 IBM ASCC

نام برد که همه آن ها در فاصله سال های 1944 – 1941 تولید شده اند .
انیاک به منظور محاسبه جدول آتش توپ خانه (Artillery Firing Tables ) برای لابراتوار تحقیقات بالستیک ارتش آمریکا با هزینه معادل 500000 دلار طراحی و تولید شد.

اجزای اصلی تشکیل دهنده انیاک عبارت بوده اند از :

17468 لامپ خلاء (Vacuum Tube)
  
7200 دیودکریستال

1500 رله

70000 مقاومت

10000 خازن

500000 متر کابل که با چیزی حدود پنج میلیون لحیم قلع به یکدیگر متصل شده بودند .
 
           
 

مشخصات فیزیکی انیاک :

وزن تقریبی:۲۷.۲ تن (حدود ۳۰ تن )

ابعاد:  2.5  * 1  * 30 متر

توان مصرفی:  150 KW

فضای اشغال کرده:  167 مترمربع

توان محاسباتی: 5000 عمل محاسباتی ساده در ثانیه  –  385 عملیات محاسباتی ترکیبی در ثانیه

سرعت: 100 KHz

  
     
 
عملیات برنامه ریزی انیاک توسط شش خانم به نام های :

Key McNulty

Betty Jennings

Betty Snyder

Marlyn Wescoff

Fran Bilas

Ruth Lichterman

و با کمک جابجائی سیم ها و سویچ ها انجام می شد. 
در حال حاضربخش های مختلف انیاک در دانشگاه پنسیلوانیا ، موزه ملی تاریخ آمریکا در شهر واشنگتن (National Museum of American History) ، موزه تاریخ کامپیوتر کالیفرنیا (Computer History Museum) ، دانشگاه میشیگان ، موزه توپخانه آمریکا در مریلند (U.S. Army Ordnance Museum)  نگهداری و در معرض نمایش برای بازدید عموم قرار دارد . 
نکته : با تکنولوژی سال 2004 یک چیپ ( IC پیشرفته ) مربع شکل سیلیکون (Silicon Chip) به ابعاد نیم میلیمتر می تواند حاوی تمام اجزای اصلی تشکیل دهنده انیاک باشد .

 

نسل دوم کامپیوتر :

در سال 1948 باردین و دو نفر دیگر ترانزیستور را اختراع کردند ولی ده سال طول کشید که از سطح آزمایشگاهی به سطح استفاده تجاری صنعتی برسد . 
ترانزیستور از لامپ خلاء به مراتب کوچکتر است به انرژی کمی نیاز دارد حرارت کمتری تولید می کند و ارزان تر نیز هست. به این دلیل ترانزیستور به زودی جای خود را در ساختمان کامپیوتر گشود و جایگزین لامپ های خلاء در حافظه شد .
 از سال ۱۹۶۰ فناوری ترانزیستور در ساخت کامپیوتر به کار گرفته شد و باعث طراحی و ساخت کامپیوتر های نسل دوم شد که سرعت بسیار بیشتر و حجم کمتری داشتند. به کارگیری ترانزیستور به جای لامپ خلأ مهمترین ویژگی این نسل بود.

بدین ترتیب نسل دوم کامپیوتر به دنیا آمد. تحول دیگر نسل دوم زبان های برنامه نویسی کامپیوتری بود . در نسل اول کامپیوتر ها از زبان های سطح پائین که در آنها آشنایی با جزئیات فنی ماشین ضرورت داشت استفاده می شد.

در نسل دوم زبان ها برای کاربرد های عمومی تری آماده شد.
 این امر رواج استفاده از کامپیوتر در امور تجاری و اداری را سرعت بخشید. کامپیوتر های این نسل حصار دانشگاه ها و موسسات تحقیقاتی را شکستند و به گونه ای گسترده در موسسات دولتی و شرکت های صنعتی و بازرگانی به کار گرفته شدند.

 

نسل سوم کامپیوتر :

اما اختراع I.C ) مدارا ت مجتمع) و به کارگیری آن در ساخت کامپیوتر انقلابی را در این صنعت ایجاد کرد و باعث طراحی و ساخت کامپیوتر های نسل سوم شد.
از سال 1964 به جای لامپ ها و ترانزیستور ها از خاصیت آهن ربایی حلقه ها یا میله ها در اثر عبور جریان برق استفاده شد .
 در حقیقت به جای لامپ و ترانزیستور مورد استفاده در نسل های پیشین، سمت عبور جریان قطب های آهن ربا را تعیین می کرد . در نتیجه دو حالت صفر یا یک به وجود می آمد . اما انتخاب جنس حلقه و آلیاژ لازم برای حلقه مطرح بود . در نسل دوم اکسید آهن به سبب توانایی خود پاسخگوی این نیاز بود .
معروف ترین کامپیوتر این این نسل IBM 360 می باشد. 
این کامپیوتر ها از سال ۱۹۶۵ وارد بازار شدند و می توانستند یک میلیون عمل را در یک ثانیه انجام دهند.

نسل چهارم کامپیوتر :

این سرعت اگرچه کمی حیرت آور و گیج کننده است اما در مقابل کامپیوتر های نسل چهارم (کامپیوتر های امروزی) که به راحتی چند میلیارد عمل ریاضی را در یک ثانیه انجام می دهند، کودکانه به نظر می رسد! 
علاوه بر این سرعت به راستی حیرت آور، کامپیوتر های نسل چهارم ویژگی انقلابی دیگری نیز دارند و آن ساخت کامپیوتر های شخصی (.p.c) و راهیابی فناوری کامپیوتر در میان توده مردم جهان است. 
کامپیوتر های نسل های اول،دوم و سوم از نظر مشحصات به سادگی قابل تفکیک اند. ولی مرز بین نسل سوم و چهارم چندان مشخص نیست. آنچه مسلم است کامپیوتر های نسل چهارم از نظر طرح واحد پردازش مرکزی و دستگاه های پیرامونی توانایی بیشتر،عمر طولانی تر قطعات و اطمینان بیشتری را عرضه می کنند.

 

 

 

مهمترین تغییرات سخت افزاری در کامپیوتر های نسل چهارم عبارتند از :

-1استفاده از مفهوم میکرولاژیک (Micrological) در حافظه

-2 به کار گیری مدار های مجتمع با تراکم زیاد (Circuits Large Scale Integrated)

-3استفاده از ریز پردازنده(microprocessor)

-4توسعه امکان پردازش مستقیم (On Line) به جای پردازش با رسانه های ورودی

 

 

 

 

 

 

کامپیوترهای امروزی نیز جزء نسل چهارم هستند. چند نمونه لب تاپ(Lab Top)در زیرنشان داده شده است : 
    
       
  
 نسلی از اینترنت :

اما سال های اخیر شاهد یک فناوری انقلابی دیگر هم بود: اینترنت. که از دهه هشتاد میلادی در دسترس عموم قرار گرفت و به راستی در پی درانداختن طرحی نو در جغرافیای سیاسی و حتی افکار و عقاید و آداب و رسوم مردمان است. 
می گویند اگر پیشرفتی را که صنعت کامپیوتر داشته است، صنعت اتومبیل سازی می داشت امروزه اتومبیل هایی داشتیم به اندازه یک سرسوزن، به قدرت یک نفتکش و با سرعت! این مقایسه گرچه بیشتر طنزآمیز است اما هرگز اغراق آمیز نیست.
 مگر نه آن که از زمان ساخت اولین کامپیوتر ها تاکنون سرعت محاسبات آنها میلیون ها بار سریع تر شده است؟ اما مسئله فقط این نیست آنچه را که نباید فراموش کرد پیشرفت گام به گام و حتی پیشرو نرم افزار کامپیوتر ها است...

نسل پنجم کامپیوتر :  

کامپیوتر های نسل پنجم هنوز ساخته نشده اند. تفاوت بنیادین آنها با کامپیوتر هایی که تاکنون ساخته شده اند در قدرت استنباط و استدلال آنها است و گرچه تاکنون نرم افزارنویسان گام های بلندی برای هوشمند کردن کامپیوتر ها، تحت عنوان هوش مصنوعی (.I.A) برداشته اند اما تا تحقق وعده کامپیوتر های نسل پنجم فاصله زیادی مانده است. 
آیا انسان خواهد توانست این تخیل را به واقعیت تبدیل کند؟ و آیا در صورت وقوع این امر، جا را برای خودش تنگ تر از قبل نکرده است؟ 
پی نوشت: البته در حقیقت مدت ها قبل از او خوارزمی دانشمند شهیر ایرانی، ناخودآگاه، اساس و پایه برنامه ریزی کامپیوتر ها را ابداع کرد. به پاس خدمات شایان وی به مبنای برنامه نویسی الگوریتم (واژه لاتینی شده الخوارزمی) گفته می شود. 
در نسل پنجم کامپیوترها، به سادگی استفاده کاربران از کامپیوتر وبرنامه نویسی توجه بسیار زیادی شده است. چرا که با کاهش قیمت سخت افزار ، مخارج استفاده از کامپیوتر به مراتب از قیمت خود آن بیشتر خواهد بود .
ارتباط با کامپیوتر از طریق صورت و تصویر بیشتر امکان پذیر خواهد بود . برنامه سلزی ، استفاده از حافظه های نوری- حافظه هایی با حجم کم و گنجایش غیر قابل تصور – ویژگی مهم این نسل است.
استفاده از هوش مصنوعی و قدرت تفکر و استنتاج کامپیوتری از دیگر ویژگیهای کامپیوتر های این نسل است.

نسل ششم کامپیوتر :

کامپیوتر های نوع پنتیوم را می توان نسل ششم نامید . از جمله ویژگیهای محسوس این نسل می توان استفاده غیر قابل اجتناب از سیستم چند رسانه ای (Multimedia) را بر شمرد که کارت صوت ، بلند گو ، cd درایو و دستگاه مودم درونی را شال می شود. 
پنتیوم، نسل پنجم پردازنده های شرکت اینتل دارد به آرامی به پایان خود نزدیک می شود.                                           

پنتیوم که در سال 1993 پس از پردازنده های 486 به بازار معرفی شد در ابتدا قرار بود 586 نام بگیرد ولی به دلیل اینکه از نظر حقوقی ثبت اعداد به عنوان نام تجاری ممکن نیست و اینتل نمیخواست رقبا بتوانند نام گذاری مشابهی برای محصولات خود داشته باشند نام آن را به پنتیوم تغییر داد. ( که این کار موجب شد رقیب بزرگ اینتل یعنی ای.ام.دی نام محصولات خود را به K5,K6 و Athlon تغییر دهد).
 مهم ترین تغییرات پنتیوم نسبت به 486 شامل معماری ابر اسکالار -Superscalar - که به پردازنده اجازه می دهد در یک چرخه بیش از یک دستور العمل را اجرا کند) ، باند 64 بیتی اطلاعات و مجموعه دستور العمل های MMX بود. 
پنتیوم عملا سالهاست که تنها پردازنده CISC مطرح جهان است و این در حالی است که تمامی رقبای آن یعنی Sparc, Mips,Alpha,PowerPC از معماری مدرن تر RISC استفاده می کنند. البته پنتیوم های مدرن نیز در هسته اصلی خود دستور العمل ها را از سیسک به ریسک تبدیل می کنند. پنتیوم نقطه ضعف های دیگری نیز نسبت به رقبای خود دارد که از جمله میتوان مصرف بالا، تولید حرارت زیاد، استفاده از دستورالعمل های 32 بیتی (رقبا همگی 64 بیتی هستند)و نیاز به فرکانس بالا برای رقابت با سایر پردازنده های هم نسل خود را نام برد.                                                  
در واقع این که پنتیوم به سرعت به پایان زندگی خود نزدیک می شود کاملا قابل پیشبینی بود. در واقع سالهاست که اینتل پردازنده های مدرن 64 بیتی خود به نام ایتانیوم را به عنوان جایگزین پنتیوم و برادر پرقدرت تر آن یعنی -Xeon- به مشتریان پیشنهاد می کند.
 پس این سوال به ذهن میرسد که خوب پس حالا که مردم به زودی پنتیوم های خود را به ایتانیوم ارتقا خواهند داد و همه چیز به خوبی تمام خواهد شد چه جای نگرانی است و چرا باید این مطلب را بخوانیم؟                                                                                                    
پاسخ خیلی ساده است: اگر به اطراف خود نگاه کنید هیچ اثری از پردازنده های ایتانیوم نمی بینید. در واقع فروش ایتانیوم مانند قدرت محاسباتی و بازده آن بسیار پایین تر از سطح انتظار بوده است. پروژه ایتانیوم از زمان تولد تا به حال دچار مشکلات زیادی بوده است به شکلی که اگر اینتل ایتانیوم را رها کند هم جای تعجب زیادی نخواهد بود.
 سوای فروش ضعیف و قدرت پردازش ناکافی نه تنها در مقایسه با رقبای مانند اولترا اسپارک و پاور پی سی ، حتی در برابر محصولات خود شرکت یعنی پنتیوم 4 و زئون نیز قابل قبول نبوده است، اینتل اولین ضربه را از رقیب هوشمند خود یعنی ای.ام.دی زمانی خورد که مجبور شد معماری 64 بیتی خود را رها کند و پردازنده هایش را با معماری موسوم به AMD64 ادونسد میکرو دیوایسز بسازد.

 در این مورد خاص کلک همیشگی گمراه کردن مردم و رسانه ها با نامگذاری های پیچیده نیز مانند ماجرای پردازنده های Pentium M و کمپین تبلیغاتی Centrino که باعث شده بیشتر مردم فکر کنند سنترینو یک پردازنده است نگرفت و عموم جامعه آی تی امروزه می دانند که معماری EM64T اینتل درواقع همان AMD64 ای.ام.دی است که نامش عوض شده تا کسی متوجه نشود که اینتل دارد عملا از تکنولوژی شرکت رقیب اش درس می گیرد.                                                 
      در سال 1948 کامپیوتر دیگری توسط شرکت IBM ساخته شد که سرعت عمل زیادی داشت و در سال 1954 یک کامپیوتر کوچک به نام  IBM 650 به بازار آمد که در ظرف 5 سال 2000 دستگاه از آن به فروش رفت و در همان سال ماشین دیگری به نام UNIVAC_4 به تعداد زیادی تولید گردید. 
تا قبل از سال 1955 برای فعالیتهای تجاری یا کارهای علمی، کامپیوترهای ویژه ای ساخته می شد که مشخصات آنها منحصرا جوابگوی یکی از امور اداری-تجاری یا علمی بود.
این سری از کامپیوترها به کامپیوترهای نسل اول (First Generation ) معروفند.

مشخصات کلی کامپیوتر های نسل اول: 

1.سرعت عمل آنها حدود یک هزارم ثانیه بود.

.2حافظه آنها دارای ظرفیت 2000 تا 4000 کلمه بود.

3.دارای کاربردهای ویژه تک منظوره (Special Purpose) بودند.

4.کلیه برنامه ها به زبان ماشین ، نوشته می شد.

5.در آنها لامپ خلا و رله به عنوان حافظه استفاده می شد.

کامپیوتر های نسل دوم:

در اوایل دهه 1950 با ورود ترانزیستور به بازار و استفاده از آن در کامپیوتر و همچنین به کار بردن حلقه های کوچک مغناطیسی (Magnetic Core)به عنوان حافظه ، تغییرات عمده ای در کامپیوتر ها ایجاد گردید. اختراع ترانزیستور ، کامپیوتر های جدید را کوچکتر ، سبکتر و قابل اعتمادتر کرد و همچنین مصرف برق آنها را به مقدار زیاد کاهش داد.  کاربرد حلقه های کوچک مغناطیسی به عنوان حافظه نیز ، سرعت فراوانی به کامپیوترها بخشید.
 از این زمان به بعد، شرکتهای سازنده تلاش کردند کامپیوترهایی همه منظوره به بازار عرضه کنند که جوابگوی اغلب امور تجاری و علمی باشند.اولین سری از کامپیوترهایی که ترانزیستور در آنها به کار رفته بود، در سال 1959 عرضه شد. این سری از کامپیوتر ها به کامپیوترهای نسل دوم (Second Generation) معروف شدند.
از ماشین های معروف این نسل می توان IBM 1401 ،IBM 1620 و IBM 7000 را نام برد.
کامپیوترهای نسل دوم در واقع اولین کامپیوترهایی بودند که غیر از دانشگاهها و مؤسسات تحقیقاتی ،
 در مؤسسات دولتی و شرکتهای خصوصی برای انجام امور غیر علمی نیز به کار گرفته شدند.
در واقع از آن زمان ، کامپیوتر به عنوان یک ابزار مدیریت و پردازش داده ها در سطح وسیع، در بسیاری از کشورهای جهان به کار گرفته شد.اولین کامپیوتری که در ایران نصب گردید از نسل دوم و مدل IBM 1620 بود که در سال 1341 در کنسرسیوم نفت تهران به کار گرفته شد و همچنین سرشماری سال 1345 نیز با استفاده از کامپیوترهای نسل دوم(IBM 1401) انجام گردید.

مشخصات کلی کامپیوتر های نسل دوم: 

1. از ترانزیستور در آنها استفاده شد.

2.  سرعت عمل آنها حدود یک میلیونیم ثانیه بود.

3. ظرفیت حافظه آنها حدود 30000 کلمه بود و حافظه های کمکی نیز در این نسل به وجود آمدند.

4. دارای کاربردهای عمومی یا همه منظوره بودند.

5. زبانهای برنامه نویسی آنها ، فوق العاده آسان بود.

6. دارای حجم بسیار کمتری بودند.

7. از حلقه های کوچک مغناطیسی به عنوان حافظه در آنها ، استفاده می شد.

کامپیوتر های نسل سوم:

برای ساختن کامپیوترهای سریعتر و قویتر کوششها همچنان ادامه داشت تا در اوایل 1960 اولین کامپیوتر نسل سوم (Third Generation) به بازار عرضه شد. این کامپیوتر از سری IBM 360 بود که برای ساختن آن 5 میلیارد دلار سرمایه گذاری شد که بزرگترین پروژه مالی بخش خصوصی تا آن تاریخ به شمار می رفت.این کامپیوتر که مدل های گوناگونی از نظر ظرفیت و سرعت کار داشت، در هر دو امور
تجاری و علمی قابل استفاده بود.

جدیدترین تحول در تکامل کامپیوترها، ساختن وسایل ضبط اطلاعات با قابلیت دسترسی مستقیم (Direct Access Device) در این نسل بود.به این ترتیب کاربران توانستند به هر یک از اجزا اطلاعات ذخیره شده در  یک مجموعه عظیم اطلاعاتی ، در کسری از ثانیه دسترسی پیدا کنند.علاوه بر آن در این نسل از کامپیوتر ها، سعی شده که قطعات مدارها را هرچه کوچکتر و با حجم کمتر بسازند و بدین ترتیب مدارهای مجتمع (Integrated Circuits(IC)) به وجود آمدند. در ایران ، از زمان ارایه کامپیوترهای نسل سوم کاربرد کامپیوتر به سرعت توسعه یافت و مؤسسات مختلف تعدادی از آنها را نصب کردند.

مشخصات کلی کامپیوتر های نسل سوم: 

1.پیشرفت های سخت افزاری
     الف)مینیاتوری کردن(تقلیل حجم دستگاهها و اجزای آنها)
       ب)افزایش ظرفیت حافظه به چندین برابر قبل
       ج)استفاده از دستگاه های واسطه(Media) ، با قابلیت دسترسی مستقیم
       د)قدرت ارتباط با نقاط دور و متعدد

2.پیشرفت های نرم افزاری
    الف)هماهنگی بیشتر با سخت افزار
      ب)هماهنگی بیشتر با سیستم عامل
      ج)پیشرفت در زبانهای برنامه نویسی و به کارگیری زبان های سطح بالا

3.عملیات و بهره برداری
    الف)استفاده از روش های پردازش مستقیم(on-line) و بازده فوری(real time)
      ب)اجرای همزمان چند برنامه با یکدیگر

 

کامپیوتر های نسل چهارم:

تقسیم بندی و تفکیک نسل های کامپیو تری تا قبل ا ز نسل چهارم(Forth Generation)، به لحاظ تغییرات عمده در پیشرفت و تکامل کامپیوتر در هر نسل، به سهولت صورت گرفت . دراوایل سال 1970 تکنیکهای جدیدتری در ساخت و بهره گیری از کامپیوترها به کار برده شدکه بسیاری از دست اندرکاران آن را  نسل چهارم نامیدند.مهمترین تغییرات در سخت افزار کامپیوترهای نسل چهارم،به کارگرفتن مدارهای مجتمع با تراکم زیاد وتراکم خیلی زیاد است.

***در نسل سوم از تراکمSSI(Small Scale Integration)  و (Scale Integration Medium)MSI  یعنی 
تراکم کم و تراکم متوسط بهره گرفتند ولیکن درنسل چهارم از تراکم (Scale Integration Large)  LSI،( Scale Integration Very Large) VLSI و (Ultra Large Scale Integration)ULSI  یعنی تراکم بالا ، خیلی بالا وفوق العاده بالا بهره می گیرند. نسل چهارم همچنین از حافظه نیمه هادی (Semiconductor) ومیکرو پروسسور (Microprocessor) ، سیستم های محاوره ای (Interactive System) ، پردازش مستقیم و شبکه های کامپیوتری (Computer Network) بهره جسته است.
 
     
 
توسعه و پیشرفت سخت افزار کامپیوترهای فعلی، در مقایسه با نسلهای قبلی با بررسی چند عامل نظیر سرعت ، اندازه، هزینه و ظرفیت حافظه روشن می گردد.
در کامپیوتر های اولیه از لامپ خلا استفاده می شد و به همین جهت حجم و وزن زیادی داشتند(کامپیوتر انیاک 30 تن وزن داشت(فقط یه خورده از کامپیوتر من سبک تر بود!)) به کار بردن ترانزیستور در نسل دوم به طور قابل ملاحظه ای ، اندازه کامپیوتر ها را کاهش داد. در یک فوت مربع از کامپیوتر های
نسل اول 6000 مؤلفه وجود داشت که با بکاربردن ترانزیستور100000 مدار درهمان حجم کار می کرد. در کامپیوتر های فعلی که در آنها میکروالکترونیک و مدارهای مجتمع با تراکم زیاد به کار می رود بیش از 10 میلیون مدار در یک فوت مربع کار می کند.

مقایسه بین نسل های اول تا چهارم:

    خصوصیات اصلی    نسل اول    نسل دوم    نسل سوم    نسل چهارم

  
     مؤلفه الکترونیکی            
   
  نام قطعات الکترونیکی 
   لامپ خلا 
 ترانزیستور مدارهای مجتمع
        (IC) (LSI)، (VLSI) ،
     (ULSI)

       اندازه قطعات 1000 مدار در 0.028 متر مکعب 100000 مدار در
 0.028 متر مکعب 10 میلیون مدار در 0.028 متر مکعب بیش از 500 بیلیون مدار در 0.028 مترمکعب
  سرعت اجرا    میلی ثانیه    میکرو ثانیه    نانو ثانیه    پیکو ثانیه
 تعداد نمونه دستورالعمل
        در یک ثانیه   
        250   
    30000 
    200000 
   80 میلیون
 هزینه اجرای یک میلیون       دستورالعمل
  
4.5$        
0.3$       
 0.05$        کمتر از
0.01$  

 متوسط فاصله زمانی          بین خرابی ها 
    ساعت ها  
      روزها  
    هفته ها 
     ماهها
نمونه حداکثر ظرفیت حافظه اولیه 
   400کاراکتر 
 30000 کاراکتر 512000      
   کاراکتر بیش از 4 میلیون
      کاراکتر 
 

 

 

 

کامپیوتر های نسل پنجم:

نسل پنجم کامپیوترها که ایده آن اولین بار توسط ژاپنی ها در سال 1980 مطرح شد، ساختن کامپیوترهایی را پیشنهاد می کند که بتوانند بیاموزند ، استنباط کنند و تصمیم بگیرند و بطور کلی رفتاری داشته باشند که معمولا در حوزه منطق و استدلال خاص انسان قرار دارد و به عبارت ساده تر هوشمند باشند. در این نسل از مدارهای مجتمع با تراکم فوق العاده بالا استفاده می شود.

کامپیوتر های نسل ششم:

بعد از موفقیت کامل بشر در ساخت کامپیوتر های هوشمند، ایده بعدی انسان طراحی کامپیوتریخواهد بود که مدارهای داخلی آن کپی برداری عینی از مغز آدمی است.

با توجه به تحولات در تغییر نسل های کامپیوتری ،در نسل بعد باید منتظر تغییرات زیر باشیم:

_کاهش حجم مدارها تا حد مینیاتوری شدن و نیز کاهش توان مصرفی لازم

_افزایش پیچیدگی مدارها

_ افزایش کارایی و بهبود کیفیت عملکرد مدارها

_ افزایش سرعت عملکرد مدارها
 
 

ضربه دوم کاری به پردازنده ایتانیوم شکست فروش آن در بازار ایستگاه های کاری بود و این در زمانی اتفاق افتاد که اچ.پی ایستگاه های کاری ایتانیوم خود را از بازار خارج کرد. (برای اینکه متوجه عمق فاجعه شوید توجه شما را به این نکته جلب می کنم که90 در صد فروش ایتانیوم متعلق به اچ .پی بود) شکست های پی در پی ایتانیوم در برابر موفقیت های پی در پی ای.ام.دی که عملا از زمانی که پردازنده های اتلون را وارد بازار کرده تا به حال تغییر استراتژی خاصی نداشته بسیار قابل توجه است خصوصا اگر "نقشه راه" پردازنده های پنتیوم را نگاه کنید تا متوجه شوید اینتل چند بار در معماری پردازنده های خود تغییر عقیده داده است.

 

نسل هفتم کامپیوتر :

(فوق کامپیوتر ها با سرعتی بیش از 400 مگا هرتز) در واقع نامیدن آخرین نوع کامپیوتر های موجود به نسل هفتم ، اصطلاحی است که برای بیان تغییرات انجام شده در سرعت کامپیوتر ها به ویژه پنتیوم به کار می رود.

امروزه کامپیوتر های پنتیوم II ، پنتیوم III و پنتیوم IV با سرعت های 450،400،333،300 و تا 600 مگا هرتز از نوع celerom و با قابلیت Fullcash و امکانات جنبی بسیار می تواند بر آورنده آخرین تکنو لوژی سخت افزاری در این زمینه باشد.

برد اصلی کامپیوتر بسیار تغییر کرده و قابلیت فراهم آوردن چنین سرعتی را به CPU می دهد . مودم و سیستم چند رسانه ای از اجزای لا ینتغییر کامپیوتر محسوب می شوند و سیستم های عامل نیز بیشترین امکانات را برای امور شبکه ای فراهم می آورند. اسفاده از سیستم عامل ویندوز همراه با اختصاصات شبکه ای از ساده ترین نیازهای این سیستم به حساب می آید.

نکته:

سیستم جدیدی به نام Comdex جایگزین کامپیوتر خواهد شد . این سیستم جدید بسیار سریع تر ، قوی تر و کو چکتر از کامپیوتر بوده و ارتباط صوتی بجای ارتباط از طریق دستگاه های ورودی از نکات حائز اهمیت آن خواهد بود .
رایانه دستگاهی است که سه کار زیر را انجام می‌دهد. ورودی ساختاریافته را می‌‌‌پذیرد ، آن را براساس قواعد تعئین‌ شده تحت پردازش قرار می‌دهد و نتایج حاصله را به‌صورت خروجی ارائه می‌کند. کامپیوترها ، اندازه ، اشکال ، قابلیت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها و کاربردهای مختلفی دارند و به روش‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های مختلفی می‌توانند گروه‌بندی شوند که معیارهای رده ، نسل و حالت پردازش از متداول‌ترین آنها هستند.

رده: کامپیوتر را می‌توان به رده‌های سوپرکامپیوتر ، کامپیوتر بزرگ ، سوپرمینی کامپیوتر ، مینی کامپیوتر ، و میکروکامپیوتر تقسیم کرد.

نسل: اولین نسل کامپیوتر مانندها ، که در اوایل دهه ۱۹۵۰ عرضه شدند براساس لامپ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های خلاء بوده‌اند. نسل دوم کامپیوترها که در اوایل دهه ۱۹۶۰ عرضه شدند ، به‌جای لامپ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های خلاء به ترانزیستورها مجهز بوده‌اند. 
در کامپیوترهای نسل سوم دهه ۱۹۶۰ ، مدارهای مجتمع جایگزین ترانزیستورها شدند. کامپیوترهای نسل چهارم که در اواسط دهه ۱۹۷۰ عرضه گردیدند.

میکروکامپیوترهائی هستند که تراشه‌های حاوی هزاران مدار در آنها مورد استفاده قرار گرفته بود. انتظار می‌رود کامپیوترهای نسل پنجم ، فعالیت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های پیچیده محاسباتی و هوش مصنوعی را ارائه بدهند.
حالت پردازش: کامپیوترها یا قیاسی (آنالوگ) هستند و یا رقمی (دیجیتال). کامپیوترهای قیاسی عموماً در تحقیقات علمی مورد استفاده قرار می‌گیرد و کامپیوترهای رقمی با سیگنال‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های جداگانه (بیت‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های نشان‌دهنده ارقام دودوئی صفر و یک) مقادیری را ارائه می‌دهند.

انواع کامپیوتر ها :

1- Super computer (سوپر کامپیوتر) که در مراز فضایی ، نظامی ، تحقیقاتی ، و علمی کشور های پیشرفته به کار گرفته می شود.

2- Macro computer (کامپیوتر های بزرگ) که در مراکز تجاری کو چکتر ، بانک ها و دانشکده ها مورد بهره برداری قرار می گیرد .

3- Micro computer (کامپیوتر های کوچک) که دارای کاربرد شخصی می باشند.
مینی کامپیوتر یا کامپیوتر کوچک واژه ای منسوخ برای گونه ای از رایانه است که محدوده ی میانی طیف ماشین های محاسبه، میان بزرگترین سیستم های چند کاربره رایانه های بزرگ و کوچکترین سیستم های تک کاربره ریز رایانه ها یا رایانه های شخصی را تشکیل می دهد. کلمه های جدید تر برای این ماشین ها شامل سیستم های میانی (در IBM)، ایستگاه کاری ( در Sun Microsystems و LINUX/Linux عمومی ) و خدمتگذار می شود. 
تاریخچه 
واژه ی مینی کامپیوتر در دهه 1960 برای توصیف رایانه های کوچک نسل سوم که بر فن آوری ترانزیستور و حافظه ی هسته ای بنا شده بود گسترش یافت. در مقایسه با رایانه های بزرگ که معمولاً تمام اتاق را پر می کنند آنها معمولاً چند قفسه بیشتر جا ی نمی گرفتند. اولین مینی کامپیوتر موفق PDP-8 دوازده بیتی شرکت Digital Equipment Coporation بود که هنگام شروع به کار در سال 1964م از 16000 دلار امریکا به بالا قیمت داشت.

 

 

با ظهور ریز رایانه ها در دهه 1970 ، مینی کامپیوترها فضای میان ریز رایانه های کم توان و رایانه های بزرگ پر ظرفیت را پر کرد. در آن زمان ریز رایانه ها ماشین های تک کاربره ی نسبتاً ساده ای بودند که از سیستم عامل های ساده ی program launcher مانند CP/M یا DOS استفاده می کردند، در حالی که مینی کامپیوترها سیستم های قوی تری بودند که از سیستم عامل های چند وظیفه ای و چند کاربره مانند VMS و یونیکس استفاده می کردند.

مینی کامپیوترهای کلاسیک رایانه هایی 16 بیتی بوند، در حالی که به مینی های 32بیتی با کاربری بالا تر اغلب ابر مینی می گفتند.

سری های 7400 مدار های مجتمع TTL در اواخر دهه ی 1960 در مینی کامپیوتر ها به کار گرفته شد. واحد محاسبه و منطق 74181 عموماً در مسیر های داده در CPU مورد استفاده قرار می گرفت. هر 74181 دارای گذرگاهی با پهنای چهار بیت بود که این باعث محبوبیت معماری قطعه بیتی می شد. سری های 7400 انتخاب گرهای داده، تسهیل کننده ها، بافر های 3- حالته، حافظه و غیره را در بسته های درون خطی دوتایی با فاصله ی یک دهم اینچ که معماری و اجزای سیستم اصلی را با چشم غیر مسلح قابل رویت می ساخت، ارایه می داد. در دهه 1980 بسیاری از مینی کامپیوتر ها از VLSI (مجتمع سازی در مقیاس بزرگ و خیلی بزرگ) استفاده می کردند که اغلب سازمان دهی سیستم را پنهان تر می ساخت.

امروز با ورود به هزاره سوم مینی کامپیوتر های محدودی هنوز مورد استفاده هستند، رایانه های نسل چهارم که بر اساس نسخه robust از فن آوری ریز پردازنده که در رایانه های شخصی مرود استفاده قرار می گیرد ساخته شده اند جایگزین آنها شده است. به آنها خادم server می گویند، که این نام را از نرم افزار خادم که مورد استفاده قرار می دهند گرفته اند (برای نمونه خادم فایل و نرم افزار پایگاه داده ی back end، که شامل نرم افزار پست الکترونیکی و خادم وب می شود.

تنزل مینی کامپیوترها به خاطر ریز پردازنده های مبتنی بر سخت افزار ارزان تر، ظهور سیستم های شبکه ی محلی ارزان و به سادگی گسترش پذیر، و تقاضای کاربران نهایی بر وابستگی کمتر بر سازندگان مینی کامپیوتر های انعطاف ناپذیر و ادارات IT / " مراکز داده" - که منجر به جایگزینی مینی کامپیوترها و پایانه های گنگ با ایستگاه های کاری و رایانه های شخصی شبکه بندی شده در نیمه ی دوم دهه1980 شد، بود.

 

[align=center][color=#000000][size=small][font=Tahoma]
طی دهه1990 روند جایگزینی مینی کامپیوترها با شبکه های رایانه های شخصی ارزان قیمت با توسعه ی چندین نسخه از یونیکس که بر معماری ریز پردازنده ی اینتل x86 اجرا می شد، از جمله Solaris، لینوکس و FreeBSD/NetBSD، متوقف شد.همچنین سری سیستم عامل ویندوز مایکروسافت اینک حاوی نسخه های خادم برای پشتیبانی چند وظیفه ای پیش دستانه و دیگر خصیصه های خادم ها بود. این سری از ویندوزNT آغاز شد. ویندوز ،NT به طور عمده، توسط طراحان شرکت DEC نوشته شد این شرکت طراح سیستم عامل DE VMS نیز بود که در اصل برای مینی کامپیوترهای VAX در دهه ی 1970توسعه یافته بود.