PRIMERA GENERACIÓ DE COMPUTADORES: HISTÒRIA, CARACTERÍSTIQUES, PROGRAMARI, MAQUINARI - HISTÒRIA - 2025

La primera generació d'ordinadors va ser la fase inicial en què es van emprar aquestes màquines electròniques, durant el període que va des de 1940 fins a 1956. Els ordinadors utilitzaven la tecnologia de tubs de buit tant per al càlcul com per a fins d'emmagatzematge i control.

En els ordinadors inicials de primera generació es va utilitzar el concepte dels tubs de buit. Aquests estaven fets de vidre i contenien un filament al seu interior. L'evolució de l'ordinador va començar a partir de del segle XVI fins arribar a la forma en què es pot veure avui. No obstant això, l'ordinador actual també ha patit ràpids canvis durant els darrers cinquanta anys.

Ordinador ENIAC Font: US Army Photo (Public Domain) via Wikimedia Commons

Aquest període, durant el qual va tenir lloc l'evolució de l'ordinador, es pot dividir en diverses fases diferents, en funció de l'tipus de circuits de commutació, conegudes com generacions d'ordinadors.

Per tant, les generacions d'ordinadors són les diferents etapes en l'evolució dels circuits electrònics, maquinari, programari, llenguatges de programació i altres desenvolupaments tecnològics.

situació inicial

Les primeres computadores electròniques es van fer durant la dècada de 1940. Des de llavors, s'han produït una sèrie d'avenços radicals en l'electrònica.

Aquestes ordinadors eren tan enormes que ocupaven habitacions senceres. Per realitzar operacions es basaven en l'ús de l'llenguatge de màquina, que era el llenguatge de programació de nivell més baix que els ordinadors entenien, i només podien resoldre un problema alhora.

El tub de buit era un component electrònic que tenia una eficiència de treball molt inferior. Per tant, no podia funcionar sense un gran sistema de refredament perquè no es danyés.

El mitjà d'entrada per als ordinadors de primera generació es basava en targetes perforades, i la sortida es mostrava en impressions. Als operaris els portava dies i fins i tot setmanes disposar el cablejat per a resoldre un nou problema.

Origen i història de la primera generació

Ordinador Atanasoff-Berry

El matemàtic i físic John Atanasoff, buscant maneres de resoldre equacions automàticament, es va dedicar a aclarir els seus pensaments en 1937, anotant les característiques bàsiques d'una màquina de computació electrònica.

Aquesta màquina resolia equacions, tot i que no es podia programar. Va ser elaborada amb el suport de Clifford Berry.

La computació es torna electrònica

La Segona Guerra Mundial va actuar com llevadora de el naixement de l'ordinador electrònica moderna. Les demandes militars de càlculs i també els alts pressupostos de guerra van estimular la innovació.

Les primeres computadores electròniques van ser màquines construïdes per a tasques específiques. Configurar-les era molest i prenia molt de temps.

La primera computadora electrònica, anomenada ENIAC, va ser desclassificada a la fi de la Segona Guerra Mundial, el que va provocar consultes d'enginyers de tot el món sobre com podrien construir una igual o millor

L'equip que va treballar en ENIAC va ser el primer a reconèixer la importància del concepte de tenir el programa emmagatzemat dins de l'ordinador.

Aquestes primeres màquines generalment es controlaven mitjançant un cablejat que es connectava a la placa base o mitjançant una sèrie d'adreces codificades en cinta de paper.

Així, encara que aquestes màquines eren clarament programables, els seus programes no s'emmagatzemaven internament a l'ordinador.

John von Neumann

Aquest matemàtic va redactar un informe establint el marc conceptual per a les computadores de programes emmagatzemats.

Incitar a l'IAS (Institute for Advanced Study) de no fer només estudis teòrics, sinó que pogués dur-se a la pràctica fabricant un ordinador real.

escola Moore

Aquesta escola va respondre en 1946 amb una sèrie de conferències. Els assistents es van assabentar de l'ENIAC, les tècniques generals per a construir ordinadors i també la nova idea d'emmagatzemar programes a la memòria, que ningú havia fet encara.

Un dels assistents, Maurice Wilkes, va dirigir l'equip britànic que va construir el 1949 la EDSAC a Cambridge.

D'altra banda, Richard Snyder va dirigir l'equip nord-americà que va completar la EDVAC a l'Escola Moore.

L'ordinador de programa emmagatzemat desenvolupada per von Neumann va estar operativa el 1951. L'IAS va fer que el seu disseny estigués disponible gratuïtament. Això va propagar màquines similars a tot el món.

Característiques de la primera generació d'ordinadors

Resoldre un sol problema alhora

Els ordinadors de primera generació es definien pel fet que les instruccions d'operació es feien específicament per realitzar la tasca per a la qual s'anava a utilitzar l'ordinador.

tecnologia utilitzada

Aquestes ordinadors utilitzaven tubs de buit per als circuits de la CPU i tambors magnètics per a l'emmagatzematge de dades, així com dispositius de commutació elèctrica.

Com memòria principal s'utilitzava una memòria de nucli magnètic. Els dispositius d'entrada eren cintes de paper o targetes perforades.

Velocitat de processament

Les velocitats de la CPU eren summament baixes. Tenien un processament lent, ineficient i poc fiable a causa de la baixa precisió. Només es podien realitzar càlculs numèrics simples i directes.

cost

El funcionament de les computadores era molt costós. Els ordinadors d'aquesta generació eren d'una mida molt gran, ocupant un espai de la mida d'una habitació.

A més, utilitzaven una gran quantitat d'electricitat, generant molta calor, que causava sovint que es facin malbé.

Llenguatge de programació

Els ordinadors de primera generació rebien les instruccions en llenguatge de màquina (0 i 1) oa través de senyals elèctrics d'encesa / apagat. No hi havia llenguatges de programació.

Posteriorment, es va desenvolupar el llenguatge assemblador per ser utilitzat en els ordinadors de primera generació.

Una vegada que el món va veure que un programa de computació estava emmagatzemat internament van ser òbvies els avantatges. Cada universitat, institut d'investigació i laboratori volia una pròpia.

No obstant això, no hi havia fabricants d'ordinadors electròniques comercials amb programes emmagatzemats. Si es volia una, calia construir-la.

Moltes d'aquestes primeres màquines es basaven en dissenys publicats. Altres es desenvolupaven de forma independent.

programari

Per programar les primeres computadores electròniques se'ls donava les instruccions en un llenguatge que aquestes poguessin entendre fàcilment. Aquest era el llenguatge de màquina o binari.

Qualsevol instrucció en aquest llenguatge es dóna en la forma de seqüències d'1 i 0. El símbol 1 representa la presència d'un pols elèctric i el 0 representa l'absència de pols elèctric.

Una cadena d'1 i 0, tal com 11.101.101, té un significat específic per a l'ordinador, tot que sembli com un nombre binari.

Escriure programes en llenguatge de màquina era molt molest, per la qual cosa només era realitzada per experts. Totes les instruccions i dades s'enviaven a l'ordinador en forma numèrica binària.

Programació de baix nivell

Aquestes màquines estaven destinades a operacions de baix nivell. Els sistemes només podien resoldre un problema alhora. No existia el llenguatge assemblador ni tampoc el programari de sistema operatiu.

Per tant, la interfície amb els ordinadors de primera generació es realitzava mitjançant els panells de connexió i el llenguatge de màquina. Els tècnics cableaban els circuits elèctrics connectant nombrosos cables als endolls.

Després es ficaven en targetes perforades específiques i s'esperava durant hores algun tipus de càlcul mentre es confiava també que cada un dels milers de tubs de buit no es danyés durant aquest procés, per no haver de tornar a passar per aquest procediment.

El treball de l'ordinador es realitzava en lots, de manera que en la dècada de 1950 el sistema operatiu es deia sistema de processament per lots.

Programa emmagatzemat internament

Les primeres computadores compaginaven els càlculs amb una gran velocitat, però només després d'haver-se realitzat un acurat procés de configuració dels programes.

Ningú sap a qui se li va ocórrer la solució innovadora d'emmagatzemar en la memòria de l'ordinador les instruccions que li indiquen què fer. Va ser el naixement del programari, utilitzat des de llavors per tots els ordinadors.

La màquina experimental Manchester va ser el primer ordinador en executar un programa des de la memòria.

Cinquanta-dos minuts va ser el temps que aquest ordinador va utilitzar per executar un programa de 17 instruccions. Així, el 1948 havia nascut l'ordinador de programa emmagatzemat.

Maquinari

A més de tenir milers de resistències i condensadors, els ordinadors de primera generació usaven fins a més de 18.000 tubs de buit, el que significava que les instal·lacions de computació cobrien habitacions senceres.

Tubs de buit

La principal peça de tecnologia per als ordinadors de primera generació van ser els tubs de buit. Des de 1940 fins a 1956, els tubs de buit es van utilitzar àmpliament en els ordinadors, donant com a resultat la primera generació d'ordinadors.

Aquestes ordinadors utilitzaven tubs de buit per als fins d'amplificació i commutació del senyal. Els tubs estaven fets de receptacles de vidre que estaven segellats, d'la mida de bombetes.

El vidre segellat permetia que el corrent fluís sense fils des dels filaments a les plaques de metall.

El tub de buit va ser inventat el 1906 per Lee De Forest. Aquesta tecnologia va ser fonamental durant la primera meitat de segle XX, ja que s'utilitzava per fabricar televisors, radars, màquines de raigs X i una àmplia varietat d'altres dispositius electrònics.

Els tubs de buit començaven i acabaven els circuits a l'encendre i apagar quan es connectaven o es desconnectaven.

Mitjans d'entrada i sortida

L'entrada i sortida es realitzava utilitzant targetes perforades, tambors magnètics, màquines d'escriure i lectors de targetes perforades. Inicialment, els tècnics perforaven manualment les targetes amb forats. Això es va fer més tard usant ordinadors.

Per imprimir els informes s'utilitzaven màquines d'escriure electròniques, programades per escriure en una cinta de paper o un lector de targetes perforades.

Ordinadors destacades d'aquesta generació

ENIAC

La primera computadora electrònica operativa de propòsit general, anomenada ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), es va construir entre 1943 i 1945. Feia servir 18.000 tubs de buit i 70.000 resistències.

Va ser el primer ordinador a gran escala que funcionava electrònicament, sense ser frenada per cap component mecànic.

El seu pes era de 30 tones. Tenia uns 30 metres de llarg i es requeria un gran espai per a instal·lar-la. Podia calcular a raó de 1.900 sumes per segon. Es programava amb un cablejat que s'endollava a la placa base.

Era 1.000 vegades més ràpida que els ordinadors electromecàniques anteriors, encara que era una mica lenta quan s'intentava reprogramar.

Va ser dissenyada i construïda a l'Escola d'Enginyeria Moore de la Universitat de Pennsilvània pels enginyers John Mauchly i Presper Eckert.

La ENIAC es va utilitzar per realitzar càlculs relacionats amb la guerra, com els càlculs per ajudar en la construcció de la bomba atòmica. També per prediccions meteorològiques.

EDSAC

Aquesta computadora va ser desenvolupada a Gran Bretanya. Es va convertir en 1949 en la primera computadora de programa emmagatzemat que no era experimental.

Utilitzava una memòria de línies de retard de mercuri, que van proporcionar memòria a moltes ordinadors de primera generació.

Model pilot ACE

Aquesta màquina va ser completada per Alan Turing a Gran Bretanya en 1950. Encara que es va construir com un ordinador de prova, va estar operant normalment durant cinc anys.

UNIVAC

La UNIVAC va ser la primera computadora d'ús comercial. Font imatge: Wikimedia.org

UNIVAC (Ordinador Automàtica Universal) va ser la primera computadora dissenyada per a un ús comercial i no militar. Lliurada en 1951 a un client comercial, l'oficina de cens d'Estats Units, per explicar la població general.

Podia executar deu vegades més sumes per segon que l'ENIAC. En dòlars actuals, UNIVAC tenia un preu de $ 4.996.000.

Més tard es va usar per gestionar nòmines, registres, i fins i tot per predir els resultats de les eleccions presidencials a 1952.

A diferència dels 18.000 tubs de buit en ENIAC, UNIVAC I feia servir només una mica més de 5.000 tubs de buit. També era la meitat de la mida de la seva predecessora, venent-gairebé 50 unitats.

Avantatges i desavantatges

avantatges

- L'avantatge de la tecnologia de el tub de buit és que va fer possible la fabricació de les computadores electròniques digitals. Els tubs de buit eren els únics dispositius electrònics disponibles durant aquests dies, que van fer possible la informàtica.

- Aquestes ordinadors van ser els dispositius informàtics més ràpids del seu temps. Tenien la capacitat de calcular dades en mil·lisegons.

- Podien executar problemes matemàtics complexos de manera eficient.

desavantatges

- Els ordinadors eren molt grans en grandària. El seu pes era d'unes 30 tones. Per tant, no eren per res portàtils.

- Es basaven en tubs de buit, que es danyaven ràpidament. L'ordinador es recalentaba molt ràpid a causa dels milers de tubs de buit. Per tant, es necessitava un gran sistema de refredament. Es cremava fàcilment el metall emissor d'electrons en els tubs de buit.

- Podien emmagatzemar una petita quantitat d'informació. Es feien servir tambors magnètics, que proporcionaven molt poc emmagatzematge de dades.

-Tenien un ús comercial limitat, perquè la seva producció comercial era molt costosa.

- L'eficiència de la feina era poca. Els càlculs es realitzaven a molt baixa velocitat.

- Es feien servir targetes perforades per a l'entrada.

- Tenien capacitats de programació molt limitades. Només es podia utilitzar el llenguatge de màquina.

- Requerien una gran quantitat de consum d'energia.

- No eren molt fiables. Es requeria un manteniment constant, a més que funcionaven de manera molt defectuosa.

referències

1. Benjamin Musungu (2018). The Generations of Computers since 1940 to Present. Kenyaplex. Pres de: kenyaplex.com.
2. Encyclopedia (2019). Generations, Computers. Pres de: encyclopedia.com.
3. Computer History (2019). The First Generation. Pres de: computerhistory.org.
4. WikiEducator (2019). History of Computer Development & Generation of Computer. Pres de: wikieducator.org.
5. Prerana Jain (2018). Generations of Computers. Include Help. Pres de: includehelp.com.
6. Kullabs (2019). Generation of Computer and their Features. Pres de: kullabs.com.
7. Byte-Notes (2019). Five Generations of Computers. Pres de: byte-notes.com.
8. Alfred Amuno (2019). Computer History: Classification of Generations of Computers. Turbo Future. Pres de: turbofuture.com.