Kaasaegset elu ei saa ette kujutada ilma kõrgtehnoloogiliste vidinate ja igasuguste seadmeteta. Igas kodus on personaalarvuti ja isegi mobiiltelefonidel on tänapäeval oma protsessor ning need jäävad funktsionaalsusest üsna pisut alla keskmistele arvutitele.
Kaasaegsed arvutid on tohutult imeline maailm, kus on praktiliselt piiramatud võimalused, kuid see ei olnud alati nii. Elektrooniliste arvutite arengulugu on nii keeruline, et sellel on mitu olulist verstaposti. Eksperdid nimetavad arvuti arendamise etappe "põlvkondadeks" ja tänapäeval on neid viis.
Kuidas see kõik algas
Inimkond on alati püüdnud igasuguseid arvutusi ja arvutusi lihtsustada. Esimesed arvutiseadmed hakkasid ilmnema Vana-Kreekas ja teistes iidsetes osariikides. Kuid kogu sellel lihtsal tehnikal pole arvutiga praktiliselt midagi pistmist. Elektrooniliste arvutite kõige olulisem omadus on oskus programmeerida.
Üheksateistkümnenda sajandi alguses leiutas inglise matemaatik Charles Babbage ainulaadse ja enneolematu masina, mille ta hiljem enda nimele pani. Babbage'i masin erines teistest olemasolevatest loendamisvahenditest selle poolest, et see võimaldas salvestada töötulemusi ja tal olid isegi väljundseadmed. Tänapäeval peavad paljud eksperdid andeka matemaatiku leiutamist kaasaegsete arvutite prototüübiks.
Esimene põlvkond
Esimene elektrooniline arvuti, mis oma funktsionaalsuse poolest täielikult sarnaneb kaasaegsete arvutitega, loodi juba 1938. aastal. Saksa päritolu ambitsioonikas insener Konrad Zuse pani kokku üksuse, mis sai lakoonilise nime - Z1. Hiljem parandas ta seda mitu korda ja selle tulemusena ilmusid Z2 ja Z3. Kaasaegsed väidavad sageli, et ainult Z3 võib pidada kõigi Zuse leiutiste täieõiguslikuks arvutiks ja see on üsna naljakas: ainus asi, mis eristab Z3 Z1-st, on ruutjuure arvutamise oskus.
1944. aastal õnnestus tänu Saksamaalt saadud intelligentsusele rühm Ameerika teadlasi IBMi toel korrata Zuse edu ja lõi oma arvuti, mille nimi oli MARK 1. Vaid kaks aastat hiljem tegid ameeriklased fantastilise hüppe nende aegade jaoks - nad panid kokku uue masina nimega ENIAC. Uuenduse jõudlus oli tuhat korda suurem kui eelmistel mudelitel.
Esimese põlvkonna masinate iseloomulik tunnus on nende tehniline sisu. Nende aastate arvutidisaini põhielement oli elektrilised vaakumtorud. Samuti olid esimesed arvutid tõeliselt tohutud - üks eksemplar hõivas terve ruumi ja nägi välja pigem väike tehas kui mingi arvutusüksus.
Funktsionaalsuse osas olid nad üsna tagasihoidlikud. Protsessorite arvutusvõimsus ei ületanud mitu tuhat hertsit. Kuid samal ajal oli esimestel arvutitel juba võimalus andmeid salvestada - seda tehti perfokaartide abil. Esimesed masinad ei olnud mitte ainult hiiglaslikud, vaid ka äärmiselt raskesti juhitavad. Nendega töötamiseks olid vaja erilisi oskusi ja teadmisi, mida tuli omandada rohkem kui ühe kuu jooksul.
Teine põlvkond
Elektrooniliste arvutite arengu teise verstaposti algust peetakse 20. sajandi 60ndateks. Siis hakkas arvuti tehniline sisu järk-järgult muutuma lampidest transistorideks. See üleminek on oluliselt vähendanud arvutite suurust. Nende hooldus nõudis oluliselt vähem elektrit, kuid masinate jõudlus vastupidi suurenes.
Ka sel ajal arenesid programmeerimismeetodid, hakkasid ilmuma universaalsed keeled arvutitega "suhtlemiseks" - "COBOL", "FORTRAN". Tänu uutele tarkvaravõimalustele on masinate hooldamine muutunud palju lihtsamaks, programmeerimise otsene sõltuvus konkreetsetest arvutimudelitest on kadunud. Ilmunud on uued infosalvestusseadmed - perfokaartide asemele on tulnud magnettrumlid ja lindid.
Kolmas põlvkond
1959. aastal tegi Ameerika teadlane Jack Kilby järjekordse läbimurde arvutite arengus. Tema juhtimisel lõi rühm teadlasi väikese plaadi, millele mahtus tohutult palju pooljuhtelemente. Neid disainilahendusi nimetatakse "integraallülitusteks".
Samuti loobus Kilby ettevõte 60-ndate aastate lõpuks torude ja pooljuhtide konstruktsioonidest ning pani arvuti kokku integreeritud vooluringidest. Tulemus oli ilmne: uus arvuti oli enam kui sada korda väiksem kui pooljuhi analoog, kaotamata midagi töö kvaliteedis ja kiiruses.
Pealegi ei vähendanud kolmanda põlvkonna riistvarakomponendid mitte ainult toodetud arvutite suurust, vaid võimaldasid ka arvutite võimsust märkimisväärselt suurendada. Kella sagedus on ületanud joone ja see arvutati juba megahertsides. RAM-is olevad ferriitelemendid on selle mahtu märkimisväärselt suurendanud. Välised kettad muutusid kompaktsemaks ja hõlpsamini kasutatavaks, hiljem hakkasid nad oma baasil looma ja tootma diskette.
Sel perioodil loodi arvutiga suhtlemiseks kõige mugavam viis - graafiline kuva. Ilmunud on uued programmeerimiskeeled, mis on lihtsamad ja hõlpsamini õpitavad.
Neljas põlvkond
Integreeritud vooluahelad on leidnud oma jätkumise suurtes integreeritud vooluahelates (LSI), mis sobivad suhteliselt palju väiksematesse mõõtmetesse veel palju transistore. Ja 1971. aastal teatas legendaarne Inteli ettevõte enneolematute mikrolülituste loomisest, millest sai tegelikult kõigi järgnevate arvutite aju. Inteli mikroprotsessorist on saanud neljanda põlvkonna elektrooniliste arvutite lahutamatu osa.
RAM-moodulid hakkasid muutuma ka ferriidist mikrolülituse mooduliteks, arvutite tööliidest lihtsustati nii palju, et tavakodanikud said nüüd kasutada varem mõistatuslikult keerukat üksust. 1976. aastal pani vähetuntud ettevõte Apple eesotsas Steve Jobsiga kokku uue masina, millest sai esimene personaalarvuti.
Mõni aasta hiljem võttis IBM personaalarvutite tootmise juhtimise üle. Nende arvutimudel (IBM PC) on muutunud rahvusvahelisel turul personaalarvutite tootmise etaloniks. Samal ajal ilmus akadeemiline distsipliin, ilma milleta on tänapäevast maailma - arvutiteadust - raske ette kujutada.
Viies põlvkond
Jobsi esimene arvuti ja IBMi innovaatiline lähenemine arvutitootmisele puhus sõna otseses mõttes tehnoloogiaturu, kuid 15 aastat hiljem oli veel üks läbimurre, mis jättis need legendaarsed masinad kaugele seljataha. 90ndatel hakkas õitsema viies ja tänapäeval viimane elektrooniliste arvutite põlvkond.
Järgmisele läbimurdele arvutitehnoloogia valdkonnas aitas paljuski kaasa tuua täiesti uut tüüpi mikrolülituste loomine, mille paralleel-vektor-arhitektuur võimaldas dramaatiliselt suurendada arvutisüsteemide tootlikkuse kasvumäära. Just eelmise sajandi üheksakümnendatel toimus kõige märgatavam hüpe kümnetest megahertsidest, mis tundusid veel hiljuti ebareaalsed, kuni tänapäeval üsna tuttavate gigahertideni.
Kaasaegsed arvutid võimaldavad igal kasutajal sukelduda realistlike 3D-mängude imelisse maailma, iseseisvalt õppida programmeerimiskeeli või tegeleda mis tahes muu teadusliku ja tehnilise tegevusega. Arvutiprotsessid viienda põlvkonna arvutites võimaldavad luua tõelisi muusikalisi ja kinematograafilisi meistriteoseid sõna otseses mõttes põlvele.
Kaasaegsed teadlased väidavad, et elektrooniliste arvutite järgmine põlvkond pole kaugel, kasutades põhimõtteliselt uusi tehnoloogiaid, materjale ja programmeerimiskeeli. Tuleb fantastiline tulevik, mis on täis hämmastavaid võimalusi, mida nutikad autod inimkonnale annavad.
