A számitogepek generacios fejlodese

A szamitogepeket fejlettseguk szerint 6 csoportba soroljuk:

0. generacios gepek
1. generacios gepek
2. generacios gepek
3. generacios gepek
4. generacios gepek
5. generacios gepek

0. generacios gepek:
Ezek a kezdetleges szamitogepek elektromechanikus gepek voltak, fokent releket tartalmaztak de az elektromos reszek mellett mechanikus alkatreszek is voltak bennuk. Emiatt ezeknel a gepeknel szo sem volt belso program vezerlesrol. Az adatokat es aprogramot lyukkartyan taroltak. A mechanikus reszek miatt ezek a gepek rovid eletuek voltak mivel ezek az alkatreszek koptak.
Igy a gepek fo hibai a kovetkezoek voltak:

-pontatlansag
-megbizhatatlan mukodes
-nagy szazaleku hibaarany

1. generacios gepek:
A masodik generacios gepek mar csak elekronikus alkatreszekbol alltak. Fokent elektroncsovekbol.
Fogalom: Elektroncso: Vakumcso mas neven legritkitott cso.
Az elektroncsoveknek ket fajtaja van:

1.Dioda
2.Trioda

1. Dioda:
Ezek a csovek ket elektrodat tartalmaztak, egy ANOD-ot amely pozitiv toltesu volt es egy KATOD-ot amely negativ toltesu volt.

Mukodesi elv: A katodrol az elektronokat at kellettadni az anodra. Ezt ugy ertek el, hogy melegitettek az anyagot igy abbol elektron-ok leptek ki mivel megnott az energiajuk. /Ezt nevezik termikus elektron emisszionak/
Amikor az e- kilep az anyagbol,a Katod taszitja az Anod vonzani fogja. Az e- atvandorol a Katodrol az Anodra, zarodik az aramkor. Ennek megvalositasa ket modon volt lehetseges:

Kozvetett kapcsolassal: Kozvetlen,mert magabol a futo aramkorbol lepnek ki az elektronok.
Kozvetlen kapcsolassal: Kozvetett,mivel a futo aramkor felmelegit egy masik anyagot amibol kilep az elektron.

Kozvetett kapcsolas:

Kozvetlen kapcsolas:

2. Trioda:
3 elektrodas cso. Az anod es a katod kozott egy un. Racs helyezkedik el, ami arajta athalado elektronokat vezerli. Ezt a csovet erositesre hasznaljak.

Mukodesi elv: Ahogy az elektron kilep az anyagbol a KATOD taszitja, majd a racs eleinte lassitja, de mikor athalad rajta nagyobb energiara tesz szert raadasul az ANOD is vonzani fogja. Gyorsul, igy zarodik az aramkor.
Amikor az e- kilep az anyagbol,a Katod taszitja az Anod vonzani fogja. Az e- atvandorol a Katodrol az Anodra, zarodik az aramkor.

Ha erdekelnek az elektroncsovek es tudsz angolul keresd fel www.electricstuff.co.uk honlapot ahol tobb informaciot kaphatsz, es szebb kepeket lathatsz kulonbozo elektroncsovekrol.

Az 1. generacios gepek tulajdonsagai:

nagy meret
nagy energiafelvetel
gyakori hibasodas
kicsi a muveleti sebesseg
gepi kodu programozas

Az 1. generacios gepeknek a kovetkezo elvarasokat allitotta fel Norbert Wiener:

csak elektroncsoveket tartalmazzon
2-es szamrendszer mukodjon
a szamitogep aritmetakai egysege numerikus legyen
a szamitogepen adatokat lehessentarolni,elohivni,modositani
a szamitogep emberi beavatkozas nelkul vegezze el a muveleteket

2. generacios gepek:

Ezeknel a szamitogepeknel mar felvezetoket es tranzisztorokat hasznaltak a mukodeshez.
Fogalom: Felvezeto: olyan kristalyos,szilard anyag,amelyek fajlagos vezetokepessege szobahomersekleten a femekre vonatkozo es a szigeteloknek nevezett anyagokra vonatkozo ertekek kozott van.

Ezeket az anyagokat mestersegesen allitottak elo:
Germaniumot hasznaltak, ami egy 4 vegyerteku anyag es jo szigetelo.
1. lepesben a Germaniumot Arzennal szennyeztek, igy elertek, hogy minden vegyertek elektronhoz elektront kapcsoltak. Igy csak 1-nek nem maradt parja. (Ezt nevezzuk n tipusu kristalynak.(Tobb benne a negetiv elektron))
2. lepesben a Germaniumot egy 3 vegyerteku anyaggal szennyeztek. amit porkohaszatilag ertek el(osszeoroltek,osszekevertek,egettek,szeleteltek) (Igy kaptak az un. p tipusu kristalyokat)

Kristalydiodakat hoztak letre, ugy hogy n es p tipusu kristalyokat "osszeragasztottak". A kristalydiodat az aram egyeniranyitasara hasznaltak.

Tranzisztor:3 kristalybol epul fel, Vagy n + p + n vagy p + n + p kristalyok osszerakasavakl kaptak.
A tranzisztort erositesre hasznaltak. Emitter:ahonnan elindul az e- vandorlas Bazis:szabalyozo folyamat,szabalyozza az e- mozgast Kollektor:tovabb noveli az e- sebessegetegy zaro iranyu kapcsolassal

A 2. generacios gepek tulajdonsagai:

Jelentos meretcsokkenes
Kisebb hibalehetoseg, igy megbizhatobbak
Kisebb energiafelvetel
Muveleti sebesseg nagyobb
Elterjednek a magasszintu prg-i nyelvek:
- Fortran
- Algol
- Cobol

3. generacios gepek:

Az igazi attorest a 3. generacios gepeknel bevezetett un. IC-k azaz integralt aramkorok bevezetese jelentette.

Fogalom: Az integralt aramkor kiristalydiodakbol, tranzisztorbol es ellenallasokbol epul fel.

Elonyei:

tobb aramkort tartalmaz
Sokoldalu felhasznalas
Nagy mukodesi sebesseg
Magnes nem zavarja
Kicsi energiafelvetel
Javitas=csere
Tobb muvelet vegzese

Az IC-k teljes neve: szilicium alapu epitaxialis, planaris technologiaval keszult monolit bipolaris integralt aramkor.

Az IC-k cspoprtositasa:

A tok alapjan:

Lapos tok
TO 5
DIL tok

Integraltsagi fokozat alapjan: (? db aramkor alkotja)

SSI (kis meretu, 12 kapuaramkor alkotja)
MSI (kozepes meretu, 12-100 kapuaramkor alkotja)
LSI (nagy meretu, 100-nal tobb kapuaramkor alkotja)

4. generacios gepek:

CHIP-ek kifejlesztese: 1 egysegben tobb funkcio elvegzesere valo reszek otvozese.

5. generacios gepek:

Ezek az un. DNS gepek, melyek mar nem a Neumann architektura alapjan mukodnek, meg csak kiserleti szamitogepek de muveleti sebesseguk tobb szazszorosa a mai gepeknek.

Ez a honlap kicsit gyorsan keszult, igy nem eleg reszletes de megigerem hogy ki fogom egesziteni, majd egyszer. Addig is ime az amerikai Columbia egyetem honlapja ahol tobb informaciot kaphat a szamitogepek fejlodeserol: Columbia Egyetem USA

Keszitette: Szanics Ferenc Miskolci Egyetem Gepeszmernoki kar, programozo matematikus szak G-128p tankor.