דור שלישי למחשבים: היסטוריה, מאפיינים, חומרה, תוכנה - טֶכנוֹלוֹגִיָה - 2025

הדור השלישי של מחשבי מתייחס לטכנולוגיית המחשב כי התבסס על מעגלים משולבים, אשר שימש במהלך התקופה שבין 1963 ו 1974. מעגלים משולבים בשילוב רכיבים אלקטרוניים שונים, כגון טרנזיסטורים וקבלים, בין היתר.

טרנסיסטורים קטנים מאוד הופקו, היכולים להיות מסודרים במוליך למחצה יחיד, מה שגורם לשיפור דרמטי של הביצועים הכלליים של מערכות המחשוב.

IBM 360 מקור: flickr.com מאת דון דה בולד. ייחוס 2.0 כללי (CC BY 2.0)

מעגלים אלה הצליחו יותר מ צינורות ואקום טרנזיסטורים, הן בעלות והן בביצועים. עלות המעגלים המשולבים הייתה נמוכה מאוד. לכן המאפיין העיקרי של מחשבי הדור השלישי היה שמעגלים משולבים החלו לשמש כמכשירי מחשוב, שהמשיכו להשתמש בהם עד הדור הנוכחי.

הדור השלישי היה בעצם נקודת המפנה בחיי המחשבים. כרטיסים ומדפסות אגרופים הוחלפו למקלדות ומסכים המחוברים למערכת הפעלה.

בשלב זה מחשבים הפכו נגישים יותר לקהלי המונים, בגלל גודלם הקטן יותר ועלותם המתאימה יותר.

חוק מור

יישום מחשבים אלה תואם גם את חוק מור שנחשף בשנת 1965.

חוק זה קבע כי מכיוון שגודל הטרנזיסטור הצטמצם כל כך מהר, במשך עשר השנים הבאות מספר הטרנזיסטורים שישתלב במיקרו-שבבים החדשים יוכפל כל שנתיים. לאחר עשר שנים, בשנת 1975, הותאמה צמיחה מעריכית זו לכל חמש שנים.

במהלך הדור השלישי המעבד נבנה באמצעות הרבה מעגלים משולבים. בדור הרביעי היה זה שניתן למקם מעבד שלם על שבב סיליקון יחיד שגודלו היה פחות מחותמת דואר.

כיום כמעט כל המכשירים האלקטרוניים משתמשים בסוג כלשהו של מעגלים משולבים המונחים על גבי מעגלים.

מקורו וההיסטוריה של הדור השלישי

הטרנזיסטורים היו שיפור עצום לעומת צינורות ואקום, אך הם עדיין יצרו חום רב וגרמו נזק לחלקים מהמחשב. מצב זה נפתר עם הגעתו של קוורץ.

הטרנזיסטורים הצטמצמו בגודל להצבתם על מוליכים למחצה סיליקון, הנקראים גם שבבים. בדרך זו הוחלפו הטרנזיסטורים במעגל או השבב המשולב. מדענים הצליחו לשים רכיבים רבים על שבב בודד.

כתוצאה מכך, המחשב נעשה קטן יותר וקטן ככל שרכיבים נוספים נדחסו לשבב יחיד. הם גם הצליחו להגביר את המהירות והיעילות של מחשבי הדור השלישי.

מעגל משולב

בדור השלישי הפכה טכנולוגיית המעגל המשולבת או המיקרואלקטרוניקה לספינת הדגל העיקרית.

ג'ק קילבי מטקסס אינסטרומנטס ורוברט נויס מ Fairchild Semiconductor היו הראשונים שפיתחו את רעיון המעגל המשולב בשנת 1959.

המעגל המשולב הוא מכשיר ייחודי המכיל פנימית מספר רב של טרנזיסטורים, אוגרים וקבלים, הבנויים מחתיכת סיליקון דקה אחת.

המעגל המשולב הראשון כלל רק שישה טרנזיסטורים. קשה להשוות למעגלים המשולבים הנהוגים כיום, המכילים עד מאות מיליוני טרנזיסטורים. התפתחות יוצאת דופן בפחות מחצי מאה.

לפיכך, אין להכחיש שגודל המחשב נעשה קטן יותר ויותר. המחשבים מהדור הזה היו זיכרון קטן, לא יקר, גדול, ומהירות העיבוד הייתה גבוהה מאוד.

מאפייני הדור השלישי למחשבים

מחשבים אלה היו אמינים ביותר, מהירים ומדויקים בעלות נמוכה יותר, למרות שהם עדיין היו יקרים יחסית. לא רק שגודל גודלו, אלא גם דרישת האנרגיה ויצירת החום.

משתמשים יכולים לקיים אינטראקציה עם המחשב באמצעות מקלדות ומסכי מסך עבור קלט ופלט של נתונים, בנוסף לאינטראקציה עם מערכת הפעלה, להשיג אינטגרציה של חומרה ותוכנה.

מושגת היכולת לתקשר עם מחשבים אחרים ומקדמת את תקשורת הנתונים.

מחשבים שימשו בחישובי מפקד, כמו גם ביישומים צבאיים, בנקאיים ותעשייתיים.

טכנולוגיה בשימוש

הטרנזיסטורים הוחלפו במעגל המשולב במעגלים האלקטרוניים שלהם. המעגל המשולב היה מרכיב יחיד שהכיל מספר גדול של טרנזיסטורים.

מהירות עיבוד

עקב השימוש במעגלים משולבים, ביצועי המחשבים הפכו מהירים יותר וגם מדויקים יותר.

המהירות שלו הייתה גדולה כמעט פי 10,000 מזו של הדור הראשון של המחשבים.

אִחסוּן

קיבולת הזיכרון הייתה גדולה יותר ואפשר לאחסן מאות אלפי תווים, שהיו בעבר רק עשרות אלפים. זיכרון מוליכים למחצה, כגון זיכרון RAM ו- ROM, שימש כזיכרון ראשוני.

דיסקים חיצוניים שימשו כמדיה אחסון, שאופי הגישה שלהם לנתונים היה אקראי, עם נפח אחסון גדול של מיליוני תווים.

תוכנה משופרת

- המשיכו להתפתח שפות תכנות ברמה גבוהה. שפות ברמה גבוהה כמו FORTAN, BASIC ואחרות משמשות לפיתוח תוכניות.

- יכולת לבצע ריבוי מעבדים ורב-משימות. היכולת לבצע מספר פעולות בו זמנית פותחה באמצעות התקנת תכנות מרובה.

חוּמרָה

דור זה הקים את הרעיון של "משפחת המחשבים", שהאתגר את היצרנים ליצור רכיבי מחשב התואמים למערכות אחרות.

האינטראקציה עם מחשבים השתפרה בצורה ניכרת. הוצגו מסופי וידאו לפלט נתונים ובכך החליפו מדפסות.

מקלדות שימשו להזנת נתונים, במקום צורך להדפיס כרטיסים אגרופים. מערכות הפעלה חדשות הוצגו לעיבוד אוטומטי, כמו גם תכנות מרובות.

לגבי אחסון, עבור מסופי עזר החלו דיסקים מגנטיים להחליף קלטות מגנטיות.

מעגל משולב

בדור מחשבים זה שימשו מעגלים משולבים כמרכיב האלקטרוני הראשי. פיתוח מעגלים משולבים הוליד תחום חדש של מיקרו-אלקטרוניקה.

בעזרת המעגל המשולב ביקש לפתור את הנהלים המורכבים המשמשים לתכנון הטרנזיסטור. הצורך לחבר ידנית את הקבלים והדיודות לטרנזיסטורים היה זמן רב ולא אמין לחלוטין.

בנוסף להפחתת העלות, הצבת טרנזיסטורים מרובים על שבב יחיד הגדילה מאוד את המהירות והביצועים של כל מחשב.

מרכיבי המעגל המשולב יכולים להיות היברידיים או מונוליטיים. המעגל המשולב ההיברידי הוא כאשר הטרנזיסטור והדיודה ממוקמים בנפרד, ואילו המונוליטי הוא כאשר הטרנזיסטור והדיודה ממוקמים יחד על שבב יחיד.

תוֹכנָה

מערכת הפעלה

מחשבים החלו להשתמש בתוכנת מערכות הפעלה לניהול חומרת מחשב ומשאבים. זה איפשר למערכות להריץ יישומים שונים בו זמנית. בנוסף, נעשה שימוש במערכות הפעלה של עיבוד מרחוק.

יבמ יצרה את מערכת ההפעלה OS / 360. צמיחת התוכנה שופרה מאוד בגלל התפרקותה, כאשר התוכנה נמכרה בנפרד מהחומרה.

שפות ברמה גבוהה

למרות ששפות הרכבה הוכיחו כמועילות מאוד בתכנות, המשיכו להיעשות במחקר לשפות טובות יותר שהיו קרובות יותר לאנגלית המקובלת.

זה הפך את המשתמש הנפוץ למדי להכיר את המחשב, והיה הסיבה העיקרית לצמיחה האדירה של ענף המחשבים. שפות אלה נקראו שפות ברמה גבוהה.

שפות דור שלישי היו פרוצדוראליות. לכן הם ידועים גם כשפות מוכוונות פרוצדוראליות. הנהלים מחייבים לדעת כיצד תיפתר בעיה.

כל שפה ברמה גבוהה פותחה כדי לעמוד בכמה דרישות בסיסיות לסוג מסוים של בעיה.

השפות השונות ברמה הגבוהה ביותר שמשתמש יכול להשתמש בהן היו FORTRAN, COBOL, BASIC, PASCAL, PL-1, ורבות אחרות.

תוכנית המקור

תוכנית שנכתבת בשפה גבוהה נקראת תוכנית מקור. זה האלמנט שהמתכנת נכנס למחשב כדי להשיג תוצאות.

יש להמיר את תוכנית המקור לתוכנית אובייקטים, שהיא שפת האפסים ואלה שהמחשב יכול להבין. זה נעשה על ידי תוכנית ביניים הנקראת מהדר. המהדר תלוי הן בשפה והן במכונה המשמשת.

המצאות ומחבריהם

מעגל משולב

זהו מעגל המורכב ממספר גדול של רכיבים אלקטרוניים המונחים על שבב סיליקון בודד בתהליך פוטוליטוגרפי.

זה תוכנן לראשונה בשנת 1959 על ידי ג'ק קילבי בחברת טקסס אינסטרומנט ורוברט נויס בחברת פיירצ'ילד, באופן עצמאי. זו הייתה המצאה חשובה בתחום מדעי המחשב.

קילבי בנה את המעגל המשולב שלו על גרמניום, ואילו נויס בנה אותו על שבב סיליקון. המעגל המשולב הראשון שימש בשנת 1961.

יבמ 360

יבמ המציאה מחשב זה בשנת 1964. הוא שימש למטרות מסחריות ומדעיות. יבמ הוציאה כ -5 מיליארד דולר לפיתוח מערכת 360.

זה לא היה פשוט מחשב חדש, אלא גישה חדשה לעיצוב מחשבים. הציג את אותה ארכיטקטורה למשפחת מכשירים.

במילים אחרות, תוכנית שתוכננה לפעול במכונה אחת במשפחה זו יכולה גם להפעיל על כל האחרים.

יוניקס

מערכת הפעלה זו הומצאה בשנת 1969 על ידי קנת תומפסון ודניס ריצ'י. UNIX הייתה אחת ממערכות ההפעלה הראשונות למחשבים, שנכתבו בשפה שנקראה C. בסופו של דבר, היו הרבה גרסאות שונות של UNIX.

UNIX הפכה למערכת ההפעלה המובילה בתחנות עבודה, אך הייתה לה פופולריות נמוכה בשוק המחשבים האישיים.

פסקל

שפה זו נקראת על שם בלייז פסקל, מתמטיקאי צרפתי בן המאה ה -17 שבנה את אחת מכונות ההוספה המכניות הראשונות. זה פותח לראשונה ככלי הוראה.

ניקלאוס וירט פיתח שפת תכנות זו בסוף שנות השישים. פסקל היא שפה מובנית מאוד.

מחשבים מומלצים

יבמ 360

הדור השלישי החל עם הצגת משפחת המחשבים IBM 360. זו הייתה ללא ספק המכונה החשובה ביותר שנבנתה בתקופה זו.

הדגמים הגדולים היו בעלי זיכרון ראשי של עד 8 מגה-בתים. מודל הקיבולת הקטן ביותר היה מודל 20, עם זיכרון של 4Kbit בלבד.

יבמ סיפקה ארבעה עשר דגמים של סדרת מחשבים זו, כולל דגמים חד פעמיים עבור נאס"א.

בן אחד ממשפחה זו, הדגם 50, יכול היה לבצע 500,000 סכומים בשנייה. מחשב זה היה מהיר פי 263 מה- ENIAC.

זה היה מחשב מצליח למדי בשוק, מכיוון שהוא מאפשר לך לבחור בין סוגים שונים של הגדרות. עם זאת, כל המחשבים בסדרת IBM 360 השתמשו באותה קבוצת הוראות.

Honeywell 6000

הסוגים השונים של הדגמים בסדרה זו כללו פונקציה משופרת להגדרת הוראות, שהוסיפה פעולות חשבון עשרוני.

המעבד במחשבים אלה עבד עם מילים של 32 סיביות. מודול הזיכרון הכיל 128k מילים. מערכת עשויה לתמוך במודול זיכרון אחד או שניים, לכל היותר של 256,000 מילים. הם השתמשו במערכות הפעלה שונות, כמו GCOS, Multics ו- CP-6.

PDP-8

זה פותח בשנת 1965 על ידי DEC. זה היה מחשב מיני מצליח מסחרית. באותה תקופה, המחשבים הללו היו המחשבים הנמכרים ביותר בהיסטוריה. הם היו זמינים בדגמים שולחניים ובתקעי שלדה.

הייתה לו מערך הוראות קטן יותר. זה השתמש 12 ביטים בגודל המילה.

היו להם כמה מאפיינים, כגון עלות נמוכה, פשטות והרחבה. העיצוב של מחשבים אלה הפך את התכנות לקלה עבור מתכנתים.

יתרונות וחסרונות

יתרון

- היתרון העיקרי של מעגלים משולבים היה לא רק הגודל הקטן שלהם, אלא הביצועים והאמינות שלהם, עדיפים על המעגלים הקודמים. צריכת החשמל הייתה נמוכה בהרבה.

- לדור זה של מחשבים היה מהירות מחשוב גבוהה יותר. בזכות המהירות שלהם לחשב הם היו מאוד פרודוקטיביים. הם יכולים לחשב נתונים בננו-שניות

- מחשבים היו קטנים יותר בהשוואה לדורות הקודמים. לכן קל היה להעבירם ממקום למקום בגלל גודלם הקטן יותר. ניתן היה להתקין אותם בקלות רבה ודורשים פחות מקום להתקנתם.

- הם הפיקו פחות חום בהשוואה לשני הדורות הקודמים של המחשבים. מאוורר פנימי התחיל לשמש לפריקת חום כדי למנוע נזק.

- הם היו אמינים בהרבה ולכן דרשו תוכנית תחזוקה פחות תכופה. לכן עלות התחזוקה הייתה נמוכה.

- פחות יקר. הייצור המסחרי עלה משמעותית.

היה להם קיבולת אחסון גדולה.

- השימוש בו נועד למטרות כלליות.

- העכבר והמקלדת החלו לשמש להזנת פקודות ונתונים.

- ניתן להשתמש בשפות ברמה גבוהה.

חסרונות

- זה נדרש עדיין למזגן.

- הטכנולוגיה הדרושה לייצור שבבי המעגל המשולב הייתה מתוחכמת ביותר.

- שבבי מעגלים משולבים לא היו קלים לתחזוקה.

הפניות

1. בנימין מוסונגו (2018). דורות המחשבים מאז 1940 ועד היום. קניאפלקס. נלקח מ: kenyaplex.com.
2. אנציקלופדיה (2019. דורות, מחשבים. נלקח מ: encyclopedia.com.
3. Wikieducator (2019). היסטוריה של פיתוח מחשבים וייצור מחשבים. נלקח מ: wikieducator.org.
4. פרנה ג'יין (2018). דורות של מחשבים. כלול עזרה. נלקח מ: includehelp.com.
5. Kullabs (2019). יצירת מחשב ותכונותיהם. נלקח מ: kullabs.com.
6. בייט-הערות (2019). חמישה דורות של מחשבים. נלקח מ: byte-notes.com.
7. אלפרד אמונו (2019). היסטוריית מחשבים: סיווג דורות מחשבים. טורבו עתיד. לקוח מ: turbofuture.com.
8. סטיבן נואה (2019). דור של מחשב. מכללת סטלה מאריס. נלקח מ: stellamariscollege.org.
9. הדרכה ודוגמא (2019). הדור השלישי למחשבים. נלקח מ: tutorialandexample.com.