اجيال الحاسوب

اجيال الحاسوب

الجيل الأول (1951-1957)

في الخمسينات تم إنتاج حاسوب (UNIVAC) كان يستخدم لجدولة الإحصاءات السكانية استخدم هذا الجيل الصمامات المفرغة التي هي أنابيب زجاجية مفرغة يمكن أن توقف أو تمرر التيار الكهربائي دون الحاجة إلى محول ميكانيكي. كانت كبيرة الحجم ثقيلة الوزن سرعتها بطيئة تحتاج لتسخين قبل عملها "تستهلك مقدار كبير من الطاقة الكهربائية كانت تستخدم لغة الآلة حيث تكون التعليمات للحاسب على شكل سلسلة من الأرقام "

كانت وحدة المعالجة المركزية في حواسيب هذا الجيل من:

1.وحدة معالجة البيانات

2.وحدة تحكم

في الخمسينات تم إنتاج حاسوب (UNIVAC) كان يستخدم لجدولة الإحصاءات السكانية استخدم هذا الجيل الصمامات المفرغة التي هي أنابيب زجاجية مفرغة يمكن أن توقف أو تمرر التيار الكهربائي دون الحاجة إلى محول ميكانيكي. كانت كبيرة الحجم ثقيلة الوزن سرعتها بطيئة تحتاج لتسخين قبل عملها "تستهلك مقدار كبير من الطاقة الكهربائية كانت تستخدم لغة الآلة حيث تكون التعليمات للحاسب على شكل سلسلة من الأرقام "كانت معقدة"

• تتكون وحدة المعالجة المركزية في حواسيب هذا الجيل من:

1. وحدة معالجة البيانات
2. وحدة تحكم مبرمجة

• الوحدات الرئيسة التي يتألف منها هذا الجيل :

1. وحدة الحساب والمنطق .
2. وحدة التحكم .
3. الذاكرة الرئيسية .
4. مجموعة من المسجلات العامة (يتكون من) :
5. المركم (AC)
6. مسجل حاصل الضرب والقسمة (MQ)
7. مسجل البيانات (DR)
8. مسجل العنوان (AR)
9. عداد البرنامج (PC)
10. IBR
11. IR

5- وحدة الإخراج .

شكل المعلومات : تعتبر الوحدة الاساسية للمعلومات هي الكلمة (word) وتكون مؤلفه من 40 خليه ثنائية ؛ يمكن تبادلها بين وحدة المعالجة المركزية (CPU) والذاكرة الرئيسية (M.M) في لحظة زمنية محددة.وبعد ذلك يتم تخزين الكلمات في الذاكرة الرئيسية تحت عناوين محددة حيث تستطيع الذاكرة الرئيسية 4096 كلمة (212) ، وذلك لان عدد الخطوط المخصصة للعنوان (12) .

تقسم المعلومات المخزنة في الذاكرة الرئيسية إلى قسمين :

المعاملات :هي قيم رقمية يتم تمثيلها في الذاكرة بإستخدام كلمة كاملة ،ويتم حجز الخانة في أقصى اليسار للإشارة

التعليمات :يتم تخزين تعليمين في الموقع الواحد ؛لكل تعليمية 20 خانة ثنائية .

انظر للشكل للتوضيح

الجيل الثاني (1959-1965)

حيث استبدلت في هذا الجيل الصمامات المفرغة بالترانزستورات التي هي أصغر في الحجم و أطول عمرا و تستهلك طاقة و حرارة أقل كثيرا من الصمامات المفرغة.

الترانستور: هو عبارة عن عنصر يسمح بمرور الطاقة الكهربائية في اتجاه معين، بينما يعمل في الوقت نفسه على وقف تدفق الطاقة الكهربائية في الاتجاه الآخر.

استخدمت أيضا ذاكرة الأقراص الممغنطة كوسيلة للتخزين و هي ذات قدرة تخزينية عاليةواستخدمت في هذا الجيل لغات البرمجة ذات المستوى العالي بدلاً من اللغات الرمزية ولغة الآلة في برمجة الحواسيب . هذا وتم تخصيص معالجات خاصة للأشراف على عمليات الإدخال والإخراج سميت (I/O Processors)،إضافةً لذلك تمت إضافة بعض المسجلات التي تقوم بالعمليات الحسابية على الأرقام الممثلة بالفاصلة العشرية .

شكل البيانات : وكما في الجيل الأول تعتبر الكلمة هي الوحدة الاساسية للمعلومات ؛حيث يتم تنظيم المعلومات في كلمات بطول 36 خلية ثنائية حيث يتم تخزين هذه الكلمات في مواقع في الذاكرة (215) . انظر للشكل للتوضيح—اقتصر استخدام الحاسب الآلي في هذه الفترة على الجامعات و المنظمات الحكومية و الأعمال التجارية و لم يكن شائع الاستخدام.

الجيل الثالث (1965-1970)

تطورت الحاسبات في هذا الجيل حيث تم صنع الدوائر الكهربائية المتكاملة المصنوعة من رقائق السيلكون و هي عبارة عن مواد شبه موصلة نقية يتم إضافة شوائب إليها بطريقة معينة ودقيقة للغاية بحيث ينتج عن ذلك تكون مكثفات وترانزستورات ومقاومات وبقية عناصر الدوائر المتكاملة .

• مكونات هذا الجيل :

1. الذاكرة الرئيسية
2. وحدة التحكم بالذاكرة
3. وحدة المعالجة المركزية—ترتبط وحدة التحكم :-
4. الوحدات الطرفية السريعة عن طريق (معالج الإدخال والإخراج)
5. الوحدات الطرفية البطيئة عن طريق (قناة اخرى يمكن استخدامها لربط اكثر من وحدة ادخال واخراج)

• اشكال البيانات :

هنا تم إستخدام البايت (Byte) كوحدة بيانات (8 خلايا ثنائية ) يمكن تخزينه في موقع من مواقع الذاكرة ومعالجنها عند الحاجة ، ويمكن تمثيل الكلمة ب 4 بايت . هذا ويتم تمثيل البيانات الرقمية بـ 4 طرق : 1) الطريقة المحزمة : يمكن تخزين رقمين في بايت واحد] الرقم مؤلف من خانه واحدة [ 2) الطريقة غير المحزمة : يتم تخصيص بايت واحد لخزن الرقم 3) الفاصلة الثابتة 4) الفاصلة العشرية

انظر للشكل للتوضيح

مميزاتها : خفيفة الوزن صغيرة الحجم قليلة الثمن عيوبها :

• لا يمكن فصل مكوناتها عن بعضها بعد تصنيعها .
• لا يمكن إصلاحها إذا تعطلت .

و من أهم البرمجيات التي ظهرت في هذا الجيل هو نظام التشغيل. -ولقد ظهر في هذا الجيل الحاسبات الصغيرة

الجيل الرابع (1970-1980)

استخدم هذا الجيل الدوائر المتكاملة (LSI )، واستخدم الشرائح الدقيقة (Chips) ، والمعالجات الدقيقة المعالجات الدقيقة : شريحة تحتوي أكثر من 1000 ترانزيستور في مساحة صغيرة جداً من السيلكون . - ظهر في هذا الجيل الـ RAM & ROM - كما ظهر الكمبيوتر الشخصي (PC) مميزاته:

• صغيرة الحجم
• زيادة السرعة
• سعة الذاكرة كبيرة
• قلة التكلفة—هذا واصبحت السرعة تقاس بملايين العمليات في الثانية الواحدة

الجيل الخامس(ما بعد 1985)

• الوحدات الرئيسة التي يتألف منها هذا الجيل :

1. وحدة الحساب والمنطق .
2. وحدة التحكم .
3. الذاكرة الرئيسية .
4. مجموعة من المسجلات العامة (يتكون من) :
5. المركم (AC)
6. مسجل حاصل الضرب والقسمة (MQ)
7. مسجل البيانات (DR)
8. مسجل العنوان (AR)
9. عداد البرنامج (PC)
10. IBR
11. IR

في الخمسينات تم إنتاج حاسوب (UNIVAC) كان يستخدم لجدولة الإحصاءات السكانية استخدم هذا الجيل الصمامات المفرغة التي هي أنابيب زجاجية مفرغة يمكن أن توقف أو تمرر التيار الكهربائي دون الحاجة إلى محول ميكانيكي. كانت كبيرة الحجم ثقيلة الوزن سرعتها بطيئة تحتاج لتسخين قبل عملها "تستهلك مقدار كبير من الطاقة الكهربائية كانت تستخدم لغة الآلة حيث تكون التعليمات للحاسب على شكل سلسلة من الأرقام "كانت معقدة"

• تتكون وحدة المعالجة المركزية في حواسيب هذا الجيل من:

1. وحدة معالجة البيانات
2. وحدة تحكم مبرمجة

• الوحدات الرئيسة التي يتألف منها هذا الجيل :

1. وحدة الحساب والمنطق .
2. وحدة التحكم .
3. الذاكرة الرئيسية .
4. مجموعة من المسجلات العامة (يتكون من) :
5. المركم (AC)
6. مسجل حاصل الضرب والقسمة (MQ)
7. مسجل البيانات (DR)
8. مسجل العنوان (AR)
9. عداد البرنامج (PC)
10. IBR
11. IR

5- وحدة الإخراج .
شكل المعلومات : تعتبر الوحدة الاساسية للمعلومات هي الكلمة (word) وتكون مؤلفه من 40 خليه ثنائية ؛ يمكن تبادلها بين وحدة المعالجة المركزية (CPU) والذاكرة الرئيسية (M.M) في لحظة زمنية محددة.وبعد ذلك يتم تخزين الكلمات في الذاكرة الرئيسية تحت عناوين محددة حيث تستطيع الذاكرة الرئيسية 4096 كلمة (212) ، وذلك لان عدد الخطوط المخصصة للعنوان (12) .
تقسم المعلومات المخزنة في الذاكرة الرئيسية إلى قسمين :
المعاملات :هي قيم رقمية يتم تمثيلها في الذاكرة بإستخدام كلمة كاملة ،ويتم حجز الخانة في أقصى اليسار للإشارة
التعليمات :يتم تخزين تعليمين في الموقع الواحد ؛لكل تعليمية 20 خانة ثنائية .
انظر للشكل للتوضيح
الجيل الثاني (1959-1965)
حيث استبدلت في هذا الجيل الصمامات المفرغة بالترانزستورات التي هي أصغر في الحجم و أطول عمرا و تستهلك طاقة و حرارة أقل كثيرا من الصمامات المفرغة.
الترانستور: هو عبارة عن عنصر يسمح بمرور الطاقة الكهربائية في اتجاه معين، بينما يعمل في الوقت نفسه على وقف تدفق الطاقة الكهربائية في الاتجاه الآخر.
استخدمت أيضا ذاكرة الأقراص الممغنطة كوسيلة للتخزين و هي ذات قدرة تخزينية عاليةواستخدمت في هذا الجيل لغات البرمجة ذات المستوى العالي بدلاً من اللغات الرمزية ولغة الآلة في برمجة الحواسيب . هذا وتم تخصيص معالجات خاصة للأشراف على عمليات الإدخال والإخراج سميت (I/O Processors)،إضافةً لذلك تمت إضافة بعض المسجلات التي تقوم بالعمليات الحسابية على الأرقام الممثلة بالفاصلة العشرية .
شكل البيانات : وكما في الجيل الأول تعتبر الكلمة هي الوحدة الاساسية للمعلومات ؛حيث يتم تنظيم المعلومات في كلمات بطول 36 خلية ثنائية حيث يتم تخزين هذه الكلمات في مواقع في الذاكرة (215) . انظر للشكل للتوضيح—اقتصر استخدام الحاسب الآلي في هذه الفترة على الجامعات و المنظمات الحكومية و الأعمال التجارية و لم يكن شائع الاستخدام.
الجيل الثالث (1965-1970)
تطورت الحاسبات في هذا الجيل حيث تم صنع الدوائر الكهربائية المتكاملة المصنوعة من رقائق السيلكون و هي عبارة عن مواد شبه موصلة نقية يتم إضافة شوائب إليها بطريقة معينة ودقيقة للغاية بحيث ينتج عن ذلك تكون مكثفات وترانزستورات ومقاومات وبقية عناصر الدوائر المتكاملة .

• مكونات هذا الجيل :

1. الذاكرة الرئيسية
2. وحدة التحكم بالذاكرة
3. وحدة المعالجة المركزية—ترتبط وحدة التحكم :-
4. الوحدات الطرفية السريعة عن طريق (معالج الإدخال والإخراج)
5. الوحدات الطرفية البطيئة عن طريق (قناة اخرى يمكن استخدامها لربط اكثر من وحدة ادخال واخراج)

• اشكال البيانات :

هنا تم إستخدام البايت (Byte) كوحدة بيانات (8 خلايا ثنائية ) يمكن تخزينه في موقع من مواقع الذاكرة ومعالجنها عند الحاجة ، ويمكن تمثيل الكلمة ب 4 بايت . هذا ويتم تمثيل البيانات الرقمية بـ 4 طرق : 1) الطريقة المحزمة : يمكن تخزين رقمين في بايت واحد] الرقم مؤلف من خانه واحدة [ 2) الطريقة غير المحزمة : يتم تخصيص بايت واحد لخزن الرقم 3) الفاصلة الثابتة 4) الفاصلة العشرية
انظر للشكل للتوضيح
مميزاتها : خفيفة الوزن صغيرة الحجم قليلة الثمن عيوبها :

• لا يمكن فصل مكوناتها عن بعضها بعد تصنيعها .
• لا يمكن إصلاحها إذا تعطلت .

و من أهم البرمجيات التي ظهرت في هذا الجيل هو نظام التشغيل. -ولقد ظهر في هذا الجيل الحاسبات الصغيرة
الجيل الرابع (1970-1980) استخدم هذا الجيل الدوائر المتكاملة (LSI )، واستخدم الشرائح الدقيقة (Chips) ، والمعالجات الدقيقة المعالجات الدقيقة : شريحة تحتوي أكثر من 1000 ترانزيستور في مساحة صغيرة جداً من السيلكون . - ظهر في هذا الجيل الـ RAM & ROM - كما ظهر الكمبيوتر الشخصي (PC) مميزاته:

• صغيرة الحجم
• زيادة السرعة
• سعة الذاكرة كبيرة
• قلة التكلفة—هذا واصبحت السرعة تقاس بملايين العمليات في الثانية الواحدة

الجيل الحالي- وجيل المستقبل

نظرا  للتطور والسريع في الحاسبات بدأ الانسان الان يدخل صر الذكاء الاصطناعي artificial intelligence لانتاج حاسبات ذكية تحاكي قدرات الإنسان العقلية الحركية. ولن تتوقف أبحاث العلماء في مجال الاتصالات والإنترنت والذكاء الاصطناعي وذلك لانتاج حاسبات ذكية تستطيع أن تعيد برمجة نفسها وتقوم الأبحاث في هذا المجال على تصميم حاسبات اعتمادا على شبكة عصبية تعرف باسم artificial neural network بالإضافة إلى محاولة إلى محاولة علماء الهندسة الوراثية انتاج شريحة حيوية بدلا من شريحة السيليكون المستخدمة الآن في الحاسبات .