Zweite Generation von Computern, Transistoren (1956-1963). Die zweite Generation von Computern bezieht sich auf die Periode in der Geschichte der Computer, die von Ende der 1950er bis Mitte der 1960er Jahre stattfand. Diese Ära war geprägt von bedeutenden Fortschritten in der Computertechnologie, einschließlich der Verwendung von Transistoren als elektronische Komponenten, die die in der ersten Computergeneration verwendeten Vakuumröhren ersetzten.
Charaktereigenschaften: Zweite Generation von Computern, Transistoren
Hier sind einige Hauptmerkmale der zweiten Generation von Computern:
- Transistoren: Die Entwicklung und weit verbreitete Verwendung von Transistoren, die kleiner, zuverlässiger und energieeffizienter als Vakuumröhren sind, markierte einen Durchbruch in der Computertechnologie während der zweiten Generation. Transistoren ermöglichten es Computern, kleiner, schneller und zuverlässiger zu sein, was ihre Rechenleistung erhöhte und ihre Leistung verbesserte.
- Kleinere Größe: Im Vergleich zur ersten Generation von Computern, die oft riesig waren und Räume füllten, waren Computer der zweiten Generation viel kleiner. Transistoren ermöglichten es, kompaktere Computer zu bauen, die für den Einsatz in Unternehmen, Forschung und anderen Umgebungen geeignet sind.
- High-Level-Programmiersprachen: Während der zweiten Generation wurden High-Level-Programmiersprachen wie FORTRAN, COBOL und ALGOL entwickelt, die es Programmierern erleichterten, komplexen Softwarecode zu schreiben. Dies führte zur Entwicklung anspruchsvollerer Softwareanwendungen und ebnete den Weg für das Gedeihen der Softwareindustrie.
- Magnetkernspeicher: In der zweiten Generation von Computern wurde auch Magnetkernspeicher verwendet, eine Form des Arbeitsspeichers (RAM), der kleine Magnetkerne zum Speichern von Daten verwendete. Der Magnetkernspeicher war schneller und zuverlässiger als frühere Speicherformen wie der Trommelspeicher und ermöglichte es Computern, größere Datenmengen zu speichern.
- Stapelverarbeitung: Computer der zweiten Generation wurden häufig für die Stapelverarbeitung verwendet, bei der Aufträge in Stapeln gesendet und nacheinander verarbeitet wurden. Dies ermöglichte eine effizientere Nutzung der Rechenressourcen und eine höhere Produktivität bei der Datenverarbeitung.
- Begrenzte kommerzielle Verfügbarkeit: Während die erste Generation von Computern hauptsächlich in wissenschaftlichen und Forschungsumgebungen eingesetzt wurde, stieg in der zweiten Generation ihre kommerzielle Verfügbarkeit. Computerhersteller begannen, Computer an Unternehmen, Regierungsbehörden und andere Organisationen zu verkaufen, was zu einer stärkeren Akzeptanz und Nutzung von Computern in verschiedenen Branchen führte.
- Einige Beispiele für Computer der zweiten Generation sind die IBM 1620-Serie. Diese Computer stellten bedeutende Fortschritte in der Computertechnologie dar und legten den Grundstein für zukünftige Entwicklungen in späteren Computergenerationen.
Transistoren
Transistoren sind Halbleiterbauelemente, die in elektronischen Schaltungen weit verbreitet sind, um elektronische Signale zu verstärken und zu schalten. Sie wurden Ende 1947 von den Physikern John Bardeen, Walter Brattain und William Shockley in den Bell Laboratories in den Vereinigten Staaten erfunden.
Seine Arbeit baute auf früheren Forschungen zu Halbleitermaterialien auf und zielte darauf ab, eine Alternative zu Vakuumröhren zu finden, die sperrig, zerbrechlich und ineffizient waren.
Der erste Transistor bestand aus Germanium, einem Halbleitermaterial, und bestand aus drei Schichten (daher der Name „Transistor“, abgeleitet von „Transferwiderstand“). Es war ein Festkörpergerät, das elektronische Signale verstärken und schalten konnte, ohne dass sperrige Vakuumröhren erforderlich waren.
Die Erfindung des Transistors war ein entscheidender Moment in der Geschichte der Elektronik, da er den Grundstein für die Entwicklung moderner elektronischer Geräte wie Computer, Fernseher, Radios und Mobiltelefone legte.
Die Welt würde sehen, wie Transistoren Vakuumröhren in der zweiten Generation von Computern ersetzen. Der Transistor wurde 1947 in den Bell Labs erfunden, fand aber erst Ende der fünfziger Jahre breite Verwendung in Computern.
Transistoren vs. Vakuumröhren
Transistoren und Vakuumröhren sind elektronische Geräte, die zum Verstärken und Schalten elektronischer Signale verwendet werden, unterscheiden sich jedoch in mehreren wichtigen Punkten. Hier sind einige Vergleiche zwischen Transistoren und Vakuumröhren:
- Größe und Formfaktor: Transistoren sind Festkörperbauelemente und in der Regel viel kleiner als Vakuumröhren. Sie bestehen aus Halbleitermaterialien und sind in der Regel in kleinen Gehäusen verkapselt. Vakuumröhren hingegen sind sperrig und größer, da sie eine vakuumversiegelte Glashülle benötigen, um zu funktionieren.
- Stromverbrauch: Transistoren verbrauchen in der Regel viel weniger Strom als Vakuumröhren. Vakuumröhren benötigen hohe Spannungen für den Betrieb und können viel Strom verbrauchen, während Transistoren in der Regel Niederspannungsgeräte sind und energieeffizienter sind.
- Zuverlässigkeit: Transistoren sind bekannt für ihre hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer, da sie keine beweglichen Teile haben und nicht durch mechanischen Verschleiß beeinträchtigt werden. Im Gegensatz dazu sind Vakuumröhren aufgrund ihrer empfindlichen Glashülle, der hohen Betriebsspannungen und der während des Betriebs entstehenden Wärme anfälliger für Durchschläge.
- Geschwindigkeit und Schalteigenschaften: Transistoren haben viel höhere Schaltgeschwindigkeiten als Vakuumröhren und eignen sich daher ideal für Hochfrequenzanwendungen wie digitale Logikschaltungen und Mikroprozessoren. Vakuumröhren sind relativ langsamer und möglicherweise nicht für Hochgeschwindigkeitsanwendungen geeignet.
- Wärmeableitung: Vakuumröhren erzeugen während des Betriebs eine erhebliche Menge an Wärme, die zusätzliche Kühlmechanismen wie Lüfter oder Kühlkörper erfordert. Transistoren hingegen erzeugen weniger Wärme und benötigen in vielen Anwendungen möglicherweise keine zusätzliche Kühlung.
- Portabilität: Transistoren sind aufgrund ihrer geringen Größe und ihres geringen Stromverbrauchs sehr tragbar, wodurch sie für tragbare elektronische Geräte wie Smartphones, Laptops und tragbare Geräte geeignet sind. Vakuumröhren sind aufgrund ihrer Größe und ihres Leistungsbedarfs für tragbare Anwendungen nicht geeignet.
- Kosten: Transistoren sind oft billiger in der Herstellung als Vakuumröhren, da sie kleiner sind, weniger Material benötigen und mit modernen Halbleiterfertigungsverfahren in Massenproduktion hergestellt werden können. Vakuumröhren sind relativ teurer in der Herstellung und können in speziellen Anwendungen eingesetzt werden, in denen ihre einzigartigen Eigenschaften erforderlich sind.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass, obwohl sowohl Transistoren als auch Vakuumventile elektronische Geräte sind, die zum Verstärken und Schalten von Signalen verwendet werden, Transistoren Vorteile wie ihre geringere Größe, ihren geringeren Stromverbrauch, ihre höhere Zuverlässigkeit, ihre schnelleren Schaltgeschwindigkeiten und ihre Portabilität bieten, was sie zur bevorzugten Wahl in den meisten modernen elektronischen Anwendungen macht.
Vakuumröhren hingegen werden immer noch in bestimmten spezialisierten Anwendungen verwendet, bei denen ihre einzigartigen Eigenschaften von Vorteil sind, wie z. B. in Hochleistungsverstärkern, Gitarrenverstärkern und einigen spezialisierten Audioanwendungen. Transistoren haben jedoch aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile Vakuumventile in den meisten herkömmlichen elektronischen Anwendungen weitgehend ersetzt.
Assembler
Assemblercode, auch Assemblercode genannt, hat seinen Ursprung in den Anfängen der Computerprogrammierung, als Computer noch in den Kinderschuhen steckten. Assemblercode war eine der ersten höheren Programmiersprachen, die entwickelt wurde, um Software für frühe Computersysteme zu schreiben.
Frühe Computer wie ENIAC und UNIVAC verwendeten Maschinencode, bei dem es sich um eine binäre Darstellung von Anweisungen und Daten handelt, die die CPU des Computers direkt verstehen und ausführen kann. Maschinencode besteht aus Sequenzen von Binärziffern (0 und 1), die Anweisungen und Daten in einem Format darstellen, das für Menschen nicht leicht lesbar ist.
Als Computer immer komplexer wurden und der Bedarf an effizienteren Programmiermethoden entstand, wurde die Assemblersprache als eine Stufe über dem Maschinencode entwickelt. Assemblersprache ist eine Low-Level-Programmiersprache, die mnemonische Symbole oder Shortcodes verwendet, um Anweisungen und Daten darzustellen, die die CPU des Computers verstehen und ausführen kann. Diese mnemonischen Symbole sind besser lesbar als Binärziffern, was es Programmierern erleichtert, Code zu schreiben und zu verstehen.
Der erste Assembler, genannt „Montageprogramm“, wurde Anfang der 50er Jahre von Grace Hopper und ihrem Team für den UNIVAC I-Computer entwickelt. Diese frühe Form der Assemblersprache verwendete mnemonische Symbole, um Anweisungen und Daten im Maschinencode darzustellen. Im Laufe der Zeit wurden Assemblersprachen für andere Computersysteme entwickelt, von denen jede ihre eigene Syntax und ihren eigenen Befehlssatz hatte, die für die Zielarchitektur des Computers spezifisch waren.
Assemblercode ermöglichte es Programmierern, Software auf einer höheren Abstraktionsebene als Maschinencode zu schreiben, was es einfacher und schneller machte, komplexe Programme für frühe Computer zu entwickeln. Es ebnete auch den Weg für die Entwicklung von höheren Programmiersprachen wie FORTRAN, COBOL und C, die ein noch höheres Maß an Abstraktion und eine verbesserte Produktivität der Softwareentwicklung ermöglichten.
Heute wird die Assemblersprache immer noch in bestimmten Spezialgebieten verwendet, z. B. in der Programmierung eingebetteter Systeme, in der Entwicklung von Gerätetreibern und im Reverse Engineering. Mit dem Aufkommen fortschrittlicherer Programmiersprachen und moderner Softwareentwicklungswerkzeuge ist die Verwendung von Assemblersprache in der konventionellen Softwareentwicklung im Vergleich zu Hochsprachen jedoch weniger verbreitet.
IBM 7000
Die IBM 7000-Serie war eine Familie von Großrechnern, die von IBM in den 1950er und 1960er Jahren hergestellt wurde. Die Computer der IBM 7000-Serie waren für ihre Zeit für ihre hohe Leistung, Zuverlässigkeit und fortschrittlichen Funktionen bekannt. Sie wurden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, z. B. bei wissenschaftlichen und technischen Berechnungen, bei der Verarbeitung von Unternehmensdaten sowie bei militärischen und staatlichen Anwendungen.
Computer der IBM 7000-Serie wurden in den späten 1950er Jahren eingeführt und boten eine breite Palette von Modellen mit unterschiedlichen Leistungs- und Leistungsniveaus. Einige der bekanntesten Modelle der IBM 7000-Serie waren die IBM 7040, die IBM 7090 und die IBM 7094.
Die Computer der IBM 7000-Serie basierten auf der Vakuumröhrentechnologie, die zu dieser Zeit die dominierende Technologie für elektronische Computer war. Die Vakuumröhren waren groß, verbrauchten viel Energie und erzeugten viel Wärme, so dass sie sehr leistungsstarke Kühlsysteme benötigten. Sie boten jedoch eine zuverlässige und schnelle Rechenkapazität für ihre Zeit.
Die Computer der IBM 7000-Serie verwendeten Lochkarten-Ein-/Ausgabegeräte (I/O) für die Datenspeicherung und -abfrage sowie Magnetbandlaufwerke für die Speicherung großer Datenmengen. Sie verfügten über erweiterte Funktionen wie Gleitkommaarithmetik für wissenschaftliche Berechnungen, mehrere Programmiersprachen und Unterstützung für Multiprogramming, wodurch mehrere Programme gleichzeitig auf demselben Computer ausgeführt werden konnten.
Die Computer der IBM 7000-Serie wurden in verschiedenen Branchen wie der wissenschaftlichen Forschung, Regierungsbehörden und großen Unternehmen für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. für wissenschaftliche Berechnungen, technische Simulationen, Finanzmodellierung und Datenverarbeitung. Sie waren für ihre Zuverlässigkeit und Leistung bekannt und spielten in den frühen Jahren des Computerzeitalters eine wichtige Rolle bei der Weiterentwicklung der Computertechnologie.
IBM 1620
Der IBM 1620 war ein wissenschaftlicher und technischer Computer, der 1959 von IBM eingeführt wurde. Es war ein kompakter und relativ erschwinglicher Computer, der in kleinen und mittleren Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Bildungszentren weit verbreitet war. Der IBM 1620 galt als Mittelklasse-Computer unter den Großrechnern und Minicomputern und war für seine Vielseitigkeit, Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit bekannt.
Die IBM 1620 bot Dezimalarithmetik und eignete sich daher für wissenschaftliche und technische Berechnungen, die eine hohe Präzision erforderten. Er hatte eine Wortlänge von 20 Bit und eine Speicherkapazität von bis zu 60.000 Nachkommastellen, relativ klein im Vergleich zu Großrechnern der damaligen Zeit, aber für viele Anwendungen ausreichend. Der Computer verwendete Lochkarten-Ein-/Ausgabegeräte (I/O) zum Speichern und Abrufen von Daten und war mit einer Vielzahl von Peripheriegeräten wie Druckern, Kartenlesern und Kartenstanzern kompatibel.
Eines der herausragendsten Merkmale der IBM 1620 war ihr Autocoder-Programmiersystem, das eine Assembler-ähnliche Programmierumgebung bot und es den Benutzern erleichterte, Softwareprogramme zu schreiben. Das Autocoding-System verwendete symbolische Mnemonik für Anweisungen und unterstützte High-Level-Programmierkonstrukte wie Schleifen und bedingte Anweisungen, wodurch die Programmierung für Nicht-Experten zugänglicher wurde.
Die IBM 1620 wurde in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter wissenschaftliche Berechnungen, technische Simulationen und Unternehmensdatenverarbeitung. Es wurde häufig in Bildungseinrichtungen verwendet, um Computerprogrammierung zu unterrichten und als Forschungsinstrument in wissenschaftlichen und technischen Bereichen. Es wurde auch in Unternehmensumgebungen für Aufgaben wie Gehaltsabrechnung, Bestandsverwaltung und wissenschaftliche Datenanalyse verwendet.
Die IBM 1620 war ein wichtiger Beitrag zu den Anfängen der Computerindustrie, da sie dank ihrer relativ geringen Kosten und Benutzerfreundlichkeit das Computing für eine größere Anzahl von Benutzern zugänglicher machte. Es trug dazu bei, das Computing zu demokratisieren und seine Reichweite über große Unternehmen und Forschungseinrichtungen hinaus zu erweitern, was den Weg für die Entwicklung kleinerer, erschwinglicherer Computer in der Zukunft ebnete.
PDP-1
Der PDP-1 (Programmed Data Processor-1) war ein Computermodell, das in den 1960er Jahren von der Digital Equipment Corporation (DEC) hergestellt wurde. Er war einer der ersten und einflussreichsten Minicomputer und spielte eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Informatik, Softwaretechnik und Videospielen.
Der PDP-1 wurde 1959 von DEC eingeführt und war einer der ersten kommerziell erhältlichen Computer, der Transistoren anstelle von Vakuumröhren verwendete. Es hatte eine Wortlänge von 18 Bit und eine Speicherkapazität von 4.096 Wörtern (oder 72 Kilobit), was für seine Zeit als relativ groß galt. Es hatte auch einen Bildschirm und einen Stift für interaktives Computing, was es zu einem Pionier in der Mensch-Computer-Interaktion machte.
Die PDP-1 wurde häufig in Forschungseinrichtungen, Bildungszentren und Industrielabors für verschiedene Anwendungen eingesetzt, z. B. für wissenschaftliche Berechnungen, Echtzeitsteuerungssysteme und grafische Anzeigeanwendungen. Es war auch bei Computerbastlern und -enthusiasten beliebt, die damit mit der Programmierung experimentierten und innovative Software entwickelten.
Eines der bemerkenswerten Merkmale der PDP-1 war ihre Softwareumgebung, die die erste Implementierung der Assemblersprache PAL (Program Assembler Language) enthielt, die das Schreiben von Softwareprogrammen für die PDP-1 erleichterte. Die PDP-1 unterstützte auch verschiedene Programmiersprachen wie FORTRAN, Assemblersprache und Maschinensprache.
Die PDP-1 ist besonders berühmt für ihre Rolle in der frühen Videospielgeschichte.
Der PDP-1 war ein bahnbrechender Computer, der einen bedeutenden Einfluss auf die frühe Geschichte der Computer, der Softwareentwicklung und der Videospiele hatte. Es legte den Grundstein für die Entwicklung von Minicomputern und beeinflusste das Design und die Architektur nachfolgender Computersysteme. Sein Vermächtnis ist immer noch in modernen Computer- und Gaming-Technologien zu sehen und bleibt ein wichtiger Meilenstein in der Entwicklung der Computertechnologie.
Weitere Informationen finden Sie auch in unserem Computerblog: Datenverarbeitung 2005 Computer; 6. KLASSE VON COMPUTERN; Fünf Computer generationen; Unterschied zwischen Big Data und Datenanalyse
Wertvolle externe Ressource: Wikipedia
Ausgaben 2019-23
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