EERSTE GENERATIE COMPUTERS: GESCHIEDENIS, KENMERKEN, SOFTWARE, HARDWARE - GESCHIEDENIS - 2026

De eerste generatie computers was de beginfase waarin deze elektronische machines werden gebruikt, in de periode van 1940 tot 1956. Computers gebruikten vacuümbuis-technologie voor zowel reken- als opslag- en controledoeleinden.

In vroege eerste generatie computers werd het concept van vacuümbuizen gebruikt. Deze waren gemaakt van glas en bevatten een gloeidraad aan de binnenkant. De evolutie van de computer begon vanaf de 16e eeuw tot de manier waarop deze vandaag kan worden bekeken. De huidige computer heeft de afgelopen vijftig jaar echter ook een snelle verandering ondergaan.

ENIAC computer Bron: US Army Photo (Public Domain) via Wikimedia Commons

Deze periode waarin de evolutie van de computer plaatsvond, kan worden onderverdeeld in verschillende fasen, afhankelijk van het type schakelcircuits, de zogenaamde computergeneraties.

Daarom zijn computergeneraties de verschillende stadia in de evolutie van elektronische schakelingen, hardware, software, programmeertalen en andere technologische ontwikkelingen.

initiële situatie

De eerste elektronische computers werden gemaakt in de jaren 40. Sindsdien is er een aantal radicale vooruitgang geboekt in de elektronica.

Deze computers waren zo groot dat ze hele kamers in beslag namen. Om bewerkingen uit te voeren, vertrouwden ze op het gebruik van machinetaal, de programmeertaal op het laagste niveau die computers begrepen, en ze konden maar één probleem tegelijk oplossen.

De vacuümbuis was een elektronische component die een veel lagere werkefficiëntie had. Daarom zou het niet goed kunnen functioneren zonder een geweldig koelsysteem, zodat het niet zou worden beschadigd.

Het invoermedium voor computers van de eerste generatie was gebaseerd op ponskaarten en de uitvoer werd weergegeven in prints. Het kostte operators dagen en zelfs weken om de bedrading te regelen om een ​​nieuw probleem op te lossen.

Oorsprong en geschiedenis van de eerste generatie

Atanasoff-Berry-computer

De wiskundige en natuurkundige John Atanasoff, op zoek naar manieren om vergelijkingen automatisch op te lossen, begon in 1937 zijn gedachten te verduidelijken en de basiskenmerken van een elektronische rekenmachine op te schrijven.

Deze machine loste vergelijkingen op, hoewel het niet kon worden geprogrammeerd. Het werd geproduceerd met de steun van Clifford Berry.

Computeren gaat elektronisch

De Tweede Wereldoorlog fungeerde als verloskundige tot de geboorte van de moderne elektronische computer. Militaire eisen aan berekeningen en ook hoge oorlogsbudgetten stimuleerden innovatie.

De eerste elektronische computers waren machines die voor specifieke taken waren gebouwd. Het opzetten ervan was omslachtig en tijdrovend.

De eerste elektronische computer, ENIAC genaamd, werd vrijgegeven aan het einde van de Tweede Wereldoorlog, waardoor ingenieurs over de hele wereld vroegen hoe ze een gelijkwaardige of betere konden bouwen.

Het team dat bij ENIAC werkte, was de eerste die het belang inzag van het concept van het opslaan van het programma in de computer.

Deze vroege machines werden over het algemeen bestuurd door bedrading die op het moederbord was aangesloten of door een reeks adressen die op papiertape waren gecodeerd.

Dus hoewel deze machines duidelijk programmeerbaar waren, werden hun programma's niet intern in de computer opgeslagen.

John von Neumann

Deze wiskundige schreef een rapport waarin het conceptuele kader voor computers met opgeslagen programma's werd vastgelegd.

Hij moedigde het IAS (Institute for Advanced Study) aan om niet alleen theoretische studies te doen, maar dat dit in de praktijk zou kunnen worden gebracht door een echte computer te maken.

Moore School

Deze school reageerde in 1946 met een reeks lezingen. De aanwezigen leerden over ENIAC, algemene technieken voor het bouwen van computers, en ook het nieuwe idee om programma's in het geheugen op te slaan, wat nog niemand had gedaan.

Een van de assistenten, Maurice Wilkes, leidde het Britse team dat in 1949 de EDSAC in Cambridge bouwde.

Aan de andere kant leidde Richard Snyder het Amerikaanse team dat de EDVAC op Moore School voltooide.

De door von Neumann ontwikkelde computer met opgeslagen programma werd in 1951 operationeel. De IAS stelde zijn ontwerp gratis ter beschikking. Dit verspreidde soortgelijke machines over de hele wereld.

Kenmerken van de eerste generatie computers

Los slechts één probleem tegelijk op

Computers van de eerste generatie werden gekenmerkt door het feit dat bedieningsinstructies specifiek werden gemaakt om de taak uit te voeren waarvoor de computer moest worden gebruikt.

Gebruikte technologie

Deze computers gebruikten vacuümbuizen voor CPU-circuits en magnetische drums voor gegevensopslag, evenals elektrische schakelinrichtingen.

Een magnetisch kerngeheugen werd gebruikt als hoofdgeheugen. De invoerapparaten waren papieren banden of ponskaarten.

Verwerkingssnelheid

CPU-snelheden waren extreem laag. Ze hadden een trage, inefficiënte en onbetrouwbare verwerking vanwege de lage precisie. Alleen eenvoudige en directe numerieke berekeningen konden worden uitgevoerd.

kosten

Computers waren erg duur in gebruik. Computers van deze generatie waren erg groot en namen een ruimte in ter grootte van een kamer.

Bovendien verbruikten ze veel elektriciteit, waardoor er veel warmte werd opgewekt, waardoor ze vaak kapot gingen.

Programmeertaal

Computers van de eerste generatie ontvingen instructies in machinetaal (0 en 1) of via elektrische aan / uit-signalen. Er waren geen programmeertalen.

Later werd assembleertaal ontwikkeld voor gebruik in computers van de eerste generatie.

Toen de wereld eenmaal zag dat een computerprogramma intern was opgeslagen, waren de voordelen duidelijk. Elke universiteit, onderzoeksinstituut en laboratorium wilde er een voor zichzelf.

Er waren echter geen commerciële fabrikanten van elektronische computers met opgeslagen programma's. Als je er een wilde, moest je hem bouwen.

Veel van deze vroege machines waren gebaseerd op gepubliceerde ontwerpen. Anderen ontwikkelden zich onafhankelijk.

software

Om de eerste elektronische computers te programmeren, werden instructies gegeven in een taal die ze gemakkelijk konden begrijpen. Dat was machine- of binaire taal.

Elke instructie in deze taal wordt gegeven in de vorm van reeksen van 1 en 0. Het symbool 1 vertegenwoordigt de aanwezigheid van een elektrische puls en de 0 staat voor de afwezigheid van een elektrische puls.

Een reeks van enen en nullen, zoals 11101101, heeft een specifieke betekenis voor de computer, ook al lijkt het op een binair getal.

Het schrijven van programma's in machinetaal was erg omslachtig, dus het werd alleen gedaan door experts. Alle instructies en gegevens werden in binaire numerieke vorm naar de computer gestuurd.

Programmering op laag niveau

Deze machines waren bedoeld voor operaties op laag niveau. De systemen konden maar één probleem tegelijk oplossen. Er was geen assembleertaal en geen besturingssysteemsoftware.

Daarom was de interface met computers van de eerste generatie via patchpanelen en machinetaal. Technici bedraden elektrische circuits door talloze draden op stopcontacten aan te sluiten.

Daarna werden ze in specifieke ponskaarten gestopt en werd er uren op een soort berekening gewacht, terwijl we er ook op vertrouwden dat elk van de duizenden vacuümbuizen tijdens dit proces niet zou worden beschadigd, zodat ze deze procedure niet opnieuw zouden hoeven doorlopen.

Computerwerk werd in batches gedaan, dus in de jaren vijftig werd het besturingssysteem het batchverwerkingssysteem genoemd.

Intern opgeslagen programma

De eerste computers combineerden berekeningen met grote snelheid, maar alleen na een zorgvuldig proces van het configureren van de programma's.

Niemand weet wie de innovatieve oplossing heeft bedacht om instructies op te slaan die u vertellen wat u moet doen in het geheugen van uw computer. Het was de geboorte van software die sindsdien door alle computers wordt gebruikt.

De experimentele machine van Manchester was de eerste computer die een programma uit het geheugen draaide.

Tweeënvijftig minuten was de tijd die deze computer gebruikte om een ​​17-instructieprogramma uit te voeren. Zo werd in 1948 de computer met opgeslagen programma geboren.

Hardware

Naast duizenden weerstanden en condensatoren, gebruikten computers van de eerste generatie tot meer dan 18.000 vacuümbuizen, wat betekende dat computerfaciliteiten hele kamers besloegen.

Lege buizen

Het belangrijkste stuk technologie voor computers van de eerste generatie waren vacuümbuizen. Van 1940 tot 1956 werden vacuümbuizen veel gebruikt in computers, wat resulteerde in de eerste generatie computers.

Deze computers gebruikten vacuümbuizen voor signaalversterking en schakeldoeleinden. De buizen waren gemaakt van glazen recipiënten die verzegeld waren, ter grootte van gloeilampen.

Het afgedichte glas liet de stroom draadloos van de filamenten naar de metalen platen stromen.

De vacuümbuis werd in 1906 uitgevonden door Lee De Forest. Deze technologie was essentieel tijdens de eerste helft van de 20e eeuw, omdat deze werd gebruikt om televisies, radars, röntgenapparatuur en een breed scala aan andere elektronische apparaten te maken.

Vacuümbuizen begonnen en beëindigden circuits door in en uit te schakelen wanneer ze waren aangesloten of losgekoppeld.

Middelen van binnenkomst en vertrek

Het in- en uitstappen gebeurde met behulp van ponskaarten, magnetische drums, typemachines en ponskaartlezers. Aanvankelijk ponsten technici de kaarten handmatig met gaten. Dit gebeurde later met computers.

Voor het afdrukken van de rapporten werden elektronische typemachines gebruikt, die waren geprogrammeerd om op papiertape of een ponskaartlezer te schrijven.

Uitgelichte computers van deze generatie

ENIAC

De eerste elektronische computer voor algemeen gebruik, ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) genaamd, werd gebouwd tussen 1943 en 1945. Hij gebruikte 18.000 vacuümbuizen en 70.000 weerstanden.

Het was de eerste grootschalige computer die elektronisch werkte, zonder te worden geremd door een mechanisch onderdeel.

Het gewicht was 30 ton. Het was ongeveer 30 meter lang en er was veel ruimte voor nodig om het te installeren. Hij kon rekenen op 1.900 sommen per seconde. Het was geprogrammeerd met een bedrading die op het moederbord was aangesloten.

Het was 1000 keer sneller dan eerdere elektromechanische computers, hoewel het een beetje traag was bij het herprogrammeren.

Het werd ontworpen en gebouwd aan de Moore School of Engineering aan de Universiteit van Pennsylvania door ingenieurs John Mauchly en Presper Eckert.

De ENIAC werd gebruikt om oorlogsgerelateerde berekeningen uit te voeren, zoals berekeningen om te helpen bij de constructie van de atoombom. Ook voor weersvoorspellingen.

EDSAC

Deze computer is ontwikkeld in Groot-Brittannië. Het werd de eerste niet-experimentele computer met opgeslagen programma in 1949.

Het gebruikte een geheugen van kwikvertragingslijnen, die geheugen leverden aan veel eerste generatie computers.

ACE-pilootmodel

Deze machine werd in 1950 door Alan Turing in Groot-Brittannië voltooid. Hoewel hij als testcomputer werd gebouwd, heeft hij vijf jaar normaal gewerkt.

UNIVAC

De UNIVAC was de eerste computer voor commercieel gebruik. Afbeeldingsbron: Wikimedia.org

UNIVAC (Universal Automatic Computer) was de eerste computer die was ontworpen voor commercieel, niet-militair gebruik. Uitgegeven in 1951 aan een commerciële klant, het United States Census Bureau, om de algemene bevolking te tellen.

Het zou tien keer meer sommen per seconde kunnen uitvoeren dan de ENIAC. In huidige dollars werd UNIVAC geprijsd op $ 4.996.000.

Het werd later gebruikt om de salarisadministratie en gegevens te beheren en zelfs om de resultaten van de presidentsverkiezingen in 1952 te voorspellen.

In tegenstelling tot de 18.000 vacuümbuizen bij ENIAC, gebruikte UNIVAC I slechts iets meer dan 5.000 vacuümbuizen. Hij was ook half zo groot als zijn voorganger en verkocht bijna 50 exemplaren.

Voor-en nadelen

Voordeel

- Het voordeel van vacuümbuis-technologie is dat het de fabricage van digitale elektronische computers mogelijk heeft gemaakt. Vacuümbuizen waren in die tijd de enige elektronische apparaten die computergebruik mogelijk maakten.

- Deze computers waren de snelste computerapparatuur van hun tijd. Ze hadden de mogelijkheid om gegevens in milliseconden te berekenen.

- Ze konden complexe wiskundige problemen efficiënt uitvoeren.

Nadelen

- Computers waren erg groot. Het gewicht was ongeveer 30 ton. Daarom waren ze helemaal niet draagbaar.

- Ze waren gebaseerd op vacuümbuizen, die snel beschadigd raakten. De computer raakte erg snel oververhit door de duizenden vacuümbuizen. Daarom was een groot koelsysteem nodig. Elektronen-emitterend metaal verbrandt gemakkelijk in vacuümbuizen.

- Ze kunnen een kleine hoeveelheid informatie opslaan. Er werden magnetische trommels gebruikt, die zeer weinig gegevensopslag opleverden.

-Ze hadden een beperkt commercieel gebruik, omdat hun commerciële productie erg duur was.

- Werkefficiëntie was laag. De berekeningen zijn uitgevoerd met een zeer lage snelheid.

- Ponskaarten werden gebruikt voor toegang.

- Ze hadden zeer beperkte programmeermogelijkheden. Alleen machinetaal kan worden gebruikt.

- Ze vereisten een groot stroomverbruik.

- Ze waren niet erg betrouwbaar. Er was constant onderhoud nodig, en ze werkten erg slecht.

Referenties

1. Benjamin Musungu (2018). De generaties computers sinds 1940 tot heden. Kenyaplex. Genomen uit: kenyaplex.com.
2. Encyclopedie (2019). Generaties, computers. Genomen uit: encyclopedia.com.
3. Computergeschiedenis (2019). De eerste generatie. Genomen uit: computerhistory.org.
4. Wikieducator (2019). Geschiedenis van computerontwikkeling en computergeneratie. Ontleend aan: wikieducator.org.
5. Prerana Jain (2018). Generaties computers. Inclusief hulp. Genomen van: includehelp.com.
6. Kullabs (2019). Genereren van computers en hun functies. Genomen uit: kullabs.com.
7. Byte-Notes (2019). Vijf generaties computers. Genomen uit: byte-notes.com.
8. Alfred Amuno (2019). Computergeschiedenis: classificatie van generaties computers. Turbo toekomst. Ontleend aan: turbofuture.com.