Sejarah perangkat keras komputer
Perangkat keras komputer berevolusi dari mesin yang dibutuhkan tindakan pengguna terpisah untuk melakukan setiap operasi aritmatika, untuk kartu punch mesin, dan kemudian disimpan-program komputer . Sejarah yang disimpan-program komputer pertama yang berkaitan arsitektur komputer, yaitu, organisasi unit untuk melakukan input dan output, untuk menyimpan data dan untuk beroperasi sebagai mekanisme terpadu (lihat diagram blok ke kanan). Kedua, ini adalah sejarah komponen elektronik dan alat mekanis yang terdiri dari unit-unit. Akhirnya, kami menggambarkan integrasi berlanjut dari abad ke-21 superkomputer, jaringan, perangkat pribadi, dan komputer terpadu / komunikator ke banyak aspek dari masyarakat saat ini. Peningkatan kecepatan dan kapasitas memori, dan penurunan biaya dan ukuran dalam kaitannya untuk menghitung daya, fitur utama dari sejarah. Karena semua komputer mengandalkan penyimpanan digital, dan cenderung dibatasi oleh ukuran dan kecepatan memori, sejarah penyimpanan data komputer terkait dengan pengembangan komputer.
| |
Kalkulator terus berkembang, tetapi komputer menambahkan elemen penting dari respon bersyarat dan memori yang lebih besar, memungkinkan otomatisasi dari kedua perhitungan numerik dan secara umum, otomatisasi banyak simbol-manipulasi tugas. Teknologi komputer telah mengalami perubahan besar setiap dekade sejak tahun 1940.
Perangkat keras komputer telah menjadi platform untuk kegunaan lain dari perhitungan belaka, seperti otomatisasi proses, komunikasi elektronik, peralatan kontrol, hiburan, pendidikan, dll Setiap bidang pada gilirannya telah memberlakukan persyaratan sendiri pada perangkat keras, yang telah berkembang sehubungan dengan kedua persyaratan, seperti peran layar sentuh untuk membuat lebih intuitif dan user interface alami .
[ sunting ] Karakteristik komputer Awal
| Nama | Pertama operasional | Angka sistem | Komputasi mekanisme | Pemrograman | Lengkap Turing |
|---|---|---|---|---|---|
| Zuse Z3 (Jerman) | Mei 1941 | Biner floating point | Elektro-mekanis | Program-dikontrol oleh punched 35 mm stok film (namun tidak ada cabang bersyarat) | Secara teori ( 1998 ) |
| Atanasoff-Berry Computer (US) | 1942 | Biner | Elektronik | Tidak Programmable-satu tujuan | Tidak |
| Colossus Mark 1 (Inggris) | Februari 1944 | Biner | Elektronik | Program-dikendalikan oleh kabel patch dan switch | Tidak |
| Harvard Mark I - IBM ASCC (US) | Mei 1944 | Desimal | Elektro-mekanis | Program-dikendalikan oleh 24-saluran punched kertas pita (tetapi tidak ada cabang bersyarat) | Tidak |
| Colossus Mark 2 (Inggris) | Juni 1944 | Biner | Elektronik | Program-dikendalikan oleh kabel patch dan switch | Secara teori (2011) |
| Zuse Z4 (Jerman) | Maret 1945 | Biner floating point | Elektro-mekanis | Program-dikontrol oleh punched stok film 35 mm | Ya |
| ENIAC (US) | Juli 1946 | Desimal | Elektronik | Program-dikendalikan oleh kabel patch dan switch | Ya |
| Manchester Mesin Kecil Eksperimental (Bayi) (Inggris) | Juni 1948 | Biner | Elektronik | Stored-program di memori Williams tabung sinar katoda | Ya |
| Modified ENIAC (US) | September 1948 | Desimal | Elektronik | Baca-hanya disimpan pemrograman mekanisme menggunakan Tabel Fungsi sebagai program ROM | Ya |
| EDSAC (Inggris) | Mei 1949 | Biner | Elektronik | Stored-program di merkuri memori delay line | Ya |
| Manchester Mark 1 (Inggris) | Oktober 1949 | Biner | Elektronik | Stored-program di Williams memori tabung sinar katoda dan Drum magnetik memori | Ya |
| CSIRAC (Australia) | November 1949 | Biner | Elektronik | Stored-program di memori delay line merkuri | Ya |
[ sunting ] generasi pertama mesin
Informasi lebih lanjut: Daftar tabung hampa komputer
Komputer diprogram pertama universal di Uni Soviet diciptakan oleh sebuah tim ilmuwan di bawah arahan Sergei ALEKSEYEVICH Lebedev dari Kiev Institute of Electrotechnology , Uni Soviet (sekarang Ukraina ). Komputer MESM (МЭСМ, Mesin Hitung Elektronik Kecil) mulai beroperasi pada tahun 1950. Ini memiliki sekitar 6.000 tabung vakum dan dikonsumsi 25 kW daya. Ini bisa melakukan sekitar 3.000 operasi per detik. Komputer lain awal adalah CSIRAC , desain Australia yang berlari program tes pertama pada tahun 1949. CSIRAC adalah komputer tertua yang masih ada dan yang pertama telah digunakan untuk memutar musik digital. [59]
[ sunting ] komputer Komersial
Komputer komersial pertama adalah Mark Ferranti 1 , yang dikirim ke University of Manchester pada bulan Februari 1951. Hal ini didasarkan pada Manchester Mark 1 . Perbaikan utama daripada Manchester Mark 1 berada di ukuran penyimpanan utama (menggunakan random access tabung Williams ), penyimpanan sekunder (menggunakan gendang magnetik ), multiplier lebih cepat, dan petunjuk tambahan. Waktu siklus dasar adalah 1,2 milidetik, dan perkalian dapat diselesaikan dalam waktu sekitar 2,16 milidetik. Multiplier digunakan hampir seperempat dari 4.050 mesin tabung vakum (katup). [60] Mesin kedua dibeli oleh Universitas Toronto , sebelum desain direvisi ke 1 Star Mark . Setidaknya tujuh dari mesin ini kemudian disampaikan antara 1953, dan 1957 salah satunya untuk Shell laboratorium di Amsterdam . [61]Pada bulan Oktober 1947, para direktur J. Lyons & Company , sebuah perusahaan katering terkenal Inggris teashops tetapi dengan kepentingan kuat dalam teknik manajemen kantor baru, memutuskan untuk mengambil peran aktif dalam mempromosikan pembangunan komersial komputer. Para LEO saya komputer mulai beroperasi pada bulan April 1951 [62] dan berlari rutin pertama di dunia kantor komputer biasa pekerjaan . Pada tanggal 17 November 1951, perusahaan J. Lyons mulai beroperasi mingguan pekerjaan toko roti penilaian pada LEO (Lyon Electronic Office). Ini adalah bisnis pertama aplikasi untuk tinggal di komputer program tersimpan. [63]
Pada bulan Juni 1951, UNIVAC I (Universal Automatic Komputer) disampaikan ke Biro Sensus Amerika Serikat . Remington Rand akhirnya terjual 46 mesin, lebih dari $ 1 juta masing-masing ($ 8.460.000 pada 2012). [64] UNIVAC adalah "massal" pertama komputer. Dulu 5.200 tabung vakum dan dikonsumsi 125 kW kekuasaan. Penyimpanan utamanya adalah serial-akses garis delay merkuri mampu menyimpan 1.000 kata dari 11 digit desimal tanda plus (72-bit). Fitur utama dari sistem UNIVAC adalah tipe yang baru diciptakan dari pita magnetik logam, dan yang tinggi-unit kecepatan tape, untuk non-volatile penyimpanan. Media magnetik masih digunakan di banyak komputer. [65] Pada tahun 1952, IBM mengumumkan kepada publik IBM 701 Mesin Pengolahan Data Elektronik, yang pertama dalam sukses 700/7000 seri dan pertama IBM mainframe komputer. The IBM 704 yang diperkenalkan pada tahun 1954, digunakan memori inti magnetik, yang menjadi standar untuk mesin besar. Menerapkan pertama tingkat tinggi tujuan umum bahasa pemrograman , Fortran , juga sedang dikembangkan di IBM untuk 704 selama 1955 dan 1956 dan dirilis pada tahun 1957 awal. (1945 desain Konrad Zuse dari bahasa tingkat tinggi Plankalkul tidak diterapkan pada waktu itu.) Seorang relawan kelompok pengguna , yang ada sampai hari ini, didirikan pada tahun 1955 untuk berbagi perangkat lunak dan pengalaman mereka dengan IBM 701.
Pada tahun 1955, Maurice Wilkes menemukan microprogramming , [69] yang memungkinkan instruksi dasar diatur untuk ditentukan atau diperpanjang dengan built-in program (sekarang disebut firmware atau microcode ). [70] Ia banyak digunakan di CPU dan floating-point unit dari mainframe dan komputer lain, seperti Manchester Atlas [71] dan IBM 360 seri. [72]
IBM memperkenalkan sistem magnetik disk pertama , RAMAC (Random Access Metode Akuntansi dan Kontrol) pada tahun 1956. Menggunakan lima puluh 24-inci (610 mm) disk logam, dengan 100 track per sisi, mampu menyimpan 5 megabyte data dengan biaya $ 10.000 per megabyte ($ 80 ribu pada 2012). [64] [73]
[ sunting ] Generasi Kedua: Transistor
Artikel utama: komputer Transistor
Informasi lebih lanjut: Daftar Transistorized komputer
Dibandingkan dengan tabung vakum, transistor memiliki banyak keuntungan: mereka lebih kecil, dan membutuhkan daya kurang dari tabung vakum, sehingga mengeluarkan lebih sedikit panas. Transistor junction silikon jauh lebih handal dari tabung vakum dan harus lebih lama, tidak terbatas, kehidupan pelayanan. Transistorized komputer bisa berisi puluhan ribu sirkuit logika biner dalam ruang yang relatif kompak. Transistor sangat berkurang ukuran komputer ', biaya awal, dan biaya operasi . Biasanya, generasi kedua komputer yang terdiri dari sejumlah besar papan sirkuit cetak seperti IBM Modular Sistem Standar [79] masing-masing membawa 03:59 gerbang logika atau sandal jepit .
Sebuah komputer generasi kedua, IBM 1401 , ditangkap sekitar sepertiga dari pasar dunia. IBM menginstal lebih dari sepuluh ribu 1401s antara tahun 1960 dan 1964.
Many second-generation CPUs delegated peripheral device communications to a secondary processor. For example, while the communication processor controlled card reading and punching , the main CPU executed calculations and binary branch instructions . One databus would bear data between the main CPU and core memory at the CPU's fetch-execute cycle rate, and other databusses would typically serve the peripheral devices. On the PDP-1 , the core memory's cycle time was 5 microseconds; consequently most arithmetic instructions took 10 microseconds (100,000 operations per second) because most operations took at least two memory cycles; one for the instruction, one for the operand data fetch.
During the second generation remote terminal units (often in the form of teletype machines like a Friden Flexowriter ) saw greatly increased use. Telephone connections provided sufficient speed for early remote terminals and allowed hundreds of kilometers separation between remote-terminals and the computing center. Eventually these stand-alone computer networks would be generalized into an interconnected network of networks —the Internet. [ 80 ]
[ edit ] Post-1960: third generation and beyond
Main articles: history of computing hardware (1960s–present) and history of general purpose CPUs
The explosion in the use of computers began with "third-generation" computers, making use of Jack St. Clair Kilby 's [ 81 ] and Robert Noyce 's [ 82 ] independent invention of the integrated circuit (or microchip), which led to the invention of the microprocessor . While the subject of exactly which device was the first microprocessor is contentious, partly due to lack of agreement on the exact definition of the term "microprocessor", it is largely undisputed that the first single-chip microprocessor was the Intel 4004, [ 83 ] designed and realized by Ted Hoff , Federico Faggin , and Stanley Mazor at Intel . [ 84 ] 
While the earliest microprocessor ICs literally contained only the processor, ie the central processing unit, of a computer, their progressive development naturally led to chips containing most or all of the internal electronic parts of a computer. The integrated circuit in the image on the right, for example, an Intel 8742, is an 8-bit microcontroller that includes a CPU running at 12 MHz, 128 bytes of RAM , 2048 bytes of EPROM , and I/O in the same chip.
During the 1960s there was considerable overlap between second and third generation technologies. [ 85 ] IBM implemented its IBM Solid Logic Technology modules in hybrid circuits for the IBM System/360 in 1964. As late as 1975, Sperry Univac continued the manufacture of second-generation machines such as the UNIVAC 494. The Burroughs large systems such as the B5000 were stack machines , which allowed for simpler programming. These pushdown automatons were also implemented in minicomputers and microprocessors later, which influenced programming language design. Minicomputers served as low-cost computer centers for industry, business and universities. [ 86 ] It became possible to simulate analog circuits with the simulation program with integrated circuit emphasis , or SPICE (1971) on minicomputers, one of the programs for electronic design automation ( EDA ). The microprocessor led to the development of the microcomputer , small, low-cost computers that could be owned by individuals and small businesses. Microcomputers, the first of which appeared in the 1970s, became ubiquitous in the 1980s and beyond.
In April 1975 at the Hannover Fair, was presented the P6060 produced by Olivetti , the world's first personal computer with built-in floppy disk: Central Unit on two plates, code names PUCE1/PUCE2, TTL components made, 8" single or double floppy disk driver, 32 alphanumeric characters plasma display , 80 columns graphical thermal printer , 48 Kbytes of RAM , BASIC language, 40 kilograms of weight. He was in competition with a similar product by IBM but with an external floppy disk.
MOS Technology KIM-1 and Altair 8800 , were sold as kits for do-it-yourselfers, as was the Apple I , soon afterward. The first Apple computer with graphic and sound capabilities came out well after the Commodore PET . Computing has evolved with microcomputer architectures, with features added from their larger brethren, now dominant in most market segments.
Systems as complicated as computers require very high reliability . ENIAC remained on, in continuous operation from 1947 to 1955, for eight years before being shut down. Although a vacuum tube might fail, it would be replaced without bringing down the system. By the simple strategy of never shutting down ENIAC, the failures were dramatically reduced. The vacuum-tube SAGE air-defense computers became remarkably reliable – installed in pairs, one off-line, tubes likely to fail did so when the computer was intentionally run at reduced power to find them. Hot-pluggable hard disks, like the hot-pluggable vacuum tubes of yesteryear, continue the tradition of repair during continuous operation. Semiconductor memories routinely have no errors when they operate, although operating systems like Unix have employed memory tests on start-up to detect failing hardware. Today, the requirement of reliable performance is made even more stringent when server farms are the delivery platform. [ 87 ] Google has managed this by using fault-tolerant software to recover from hardware failures, and is even working on the concept of replacing entire server farms on-the-fly, during a service event. [ 88 ] [ 89 ]
In the 21st century, multi-core CPUs became commercially available. [ 90 ] Content-addressable memory (CAM) [ 91 ] has become inexpensive enough to be used in networking, although no computer system has yet implemented hardware CAMs for use in programming languages. Currently, CAMs (or associative arrays) in software are programming-language-specific. Semiconductor memory cell arrays are very regular structures, and manufacturers prove their processes on them; this allows price reductions on memory products. During the 1980s, CMOS logic gates developed into devices that could be made as fast as other circuit types; computer power consumption could therefore be decreased dramatically. Unlike the continuous current draw of a gate based on other logic types, a CMOS gate only draws significant current during the 'transition' between logic states, except for leakage.
This has allowed computing to become a commodity which is now ubiquitous, embedded in many forms , from greeting cards and telephones to satellites . Computing hardware and its software have even become a metaphor for the operation of the universe. [ 92 ] Although DNA-based computing and quantum qubit computing are years or decades in the future, the infrastructure is being laid today, for example, with DNA origami on photolithography [ 93 ] and with quantum antennae for transferring information between ion traps. [ 94 ] By 2011, researchers had entangled 14 qubits . [ 95 ] Fast digital circuits (including those based on Josephson junctions and rapid single flux quantum technology) are becoming more nearly realizable with the discovery of nanoscale superconductors . [ 96 ]
Fiber-optic and photonic devices, which already have been used to transport data over long distances, are now entering the data center, side by side with CPU and semiconductor memory components. This allows the separation of RAM from CPU by optical interconnects. [ 97 ]
An indication of the rapidity of development of this field can be inferred by the history of the seminal article. [ 98 ] By the time that anyone had time to write anything down, so it was obsolete. After 1945, others read John von Neumann's First Draft of a Report on the EDVAC , and immediately started implementing their own systems. To this day, the pace of development has continued, worldwide. [ 99 ] [ 100 ]
(dr wikipedia)
