Az elektronikus számítógépek korszaka öt generációra osztható:
- Első generáció (kb. 1943-1954): Az első elektronikus számítógép megalkotásától számítjuk. Jellemző áramköri eleme az elektroncső. Az elektroncsövek óriási hőt termeltek és gyakran meghibásodtak (átlagosan 15 percenként). Jellemzői a kizárólag gépikódú programozás, a nagy energia-felhasználás és a gyakori meghibásodás. A gépek súlya még több tonna.
- Második generáció (kb. 1954-1964): Jellemző áramköri eleme a tranzisztor (félvezető). Megjelennek a magasabb színtű programozási nyelvek (pl. FORTRAN). Jellemzői a kisebb méret, a mágneses gyűrű memória, a mágnesszalag, majd később a mágneslemezes háttértár.
- Harmadik generáció (kb. 1964-1971): Jellemző áramköri eleme az 1964-ben feltalált integrált áramkör (IC). Újabb magas szintű programozási nyelvek jelennek meg (pl. ALGOL, BASIC), illetve az első operációs rendszerek. Megjelenik továbbá a multiprogramozás és az időosztásos technika.
- Negyedik generáció (kb. 1972-1990): Jellemző áramköri eleme a mikroprocesszor (chip), vagyis az egy szilárd testben megvalósított teljes működési egység. Az 1971-ben megjelent első, Intel 4004 jelzésű mikroprocesszor indította el a PC-k tömeggyártását. Ebben az időszakban jelent meg az első személyi számítógép (PC), az Altair8800. Megjelenik a PASCAL programozási nyelv.
- Ötödik generáció (kb. 1991- ): Párhuzamos vagy asszociatív működésű mikroprocesszorok alkalmazása. Problémaorientált programozási nyelvek megjelenése. A miniatürizálás tovább folytatódik, egyre több áramköri elem fér el egy chipben. Ekkor kezdődik továbbá a mesterséges intelligencia és a hálózati megoldások alkalmazása.
A fenti generációkkal részletesen nem foglalkozunk ebben a tananyagban, inkább csak néhány érdekes és fontos mérföldköveket ismertetünk.
Az első teljesen elektronikus számítógép története igen homályos. Az első próbálkozás egy elektronikus számítógép megépítésére John Atanasoff nevéhez fűződik, aki matematika professzor volt Iowában. Hallgatójával, John Clifford Berryvel együtt tervezték, majd építették meg az ABC (Atanasoff Berry Computer) prototípusát, melyet 1939-ben mutattak be szűk körben. Később megindították a szabadalmazási eljárást, amelyet azonban sosem fejeztek be. Atanasoff az IBM figyelmét is felhívta gépére, ők azonban azzal utasították vissza, hogy őket soha nem fogják elektronikus számítógépek érdekelni.
A háború alatt egyik tervező sem tartózkodott Iowa-ban. Atanasoff csak 1948-ban kezdett érdeklődni gépe után, és ekkor tudta meg, hogy az ABC-t szétszedték, és senki sem tudja, hova lettek a darabjai. Berry szintén nem tudott róla, hogy mi történt a géppel.
8. ábra - Az eredeti ABC és egy replika (forrás: www.computerhistory.org)
Az első általános célokra használható elektronikus számítógép az ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) volt, amelynek építésében leginkább Presper Eckert and John Mauchly vettek részt, de fontos megjegyezni, hogy Neumann János is ott volt a Pennsylvaniai egyetem laborjában. Az 1946-ban elkészült ENIAC 17.468 elektroncsövet tartalmazott, több mint 100 kW elektromos energiát fogyasztott és 450 m2 helyet foglalt el, tömege 30 tonna volt, megépítése tízmillió dollárba került. A gépet ballisztikai számításokra használták, de a hidrogénbomba megalkotásához is hozzájárulhatott. Később szélcsatornák és időjárás-előrejelzések számításaihoz alkalmazták.
9. ábra - ENIAC
Mauchly, aki évtizedeken keresztül ünnepeltette magát, mint a számítógép feltalálója, valahogy mindig elfelejtette megemlíteni, hogy közelről ismerte Atanasoffot, látta az ABC prototípusát, elolvasta a szabadalmat is, amely minden későbbi technikai találmányt magában foglalt, sőt, amikor meglátogatta Atanasoffékat, mind Berryvel, mind Atanasoffal napokon át beszélgetett az ABC-ről.
A történet lezárásaként az amerikai bíróság 1973-ban kimondta, hogy Atanasoffot illeti meg az elektronikus számítógép feltalálásának joga.
1949-ben a cambridge-i egyetemen üzembe helyezték az EDVAC-ot (Electronic Discrete Variable Automatic Computer). Ez volt az első univerzális számítógép, mely Neumann János elvei alapján készült el. Ez volt továbbá az első olyan számítógép is, amely a programot és az adatokat is a memóriában tárolta. Adatbevitelre egy írógépszerű eszközt, adatkiírásra pedig egy nyomtatót használtak.
Az első kereskedelmi forgalomban is kapható, sorozatban gyártott univerzális számítógép a UNIVAC I. (Universal Automatic Calculator) volt. Ez volt az első olyan számítógép, amely a számok mellett már szöveges információt is tudott kezelni. Az ENIAC-hoz és EDVAC-hoz hasonlóan ezt is Eckert és Mauchly tervezte. A gép 5600 elektroncsövet és 18 000 diódát tartalmazott, 19 tonnát nyomott és egymillió dollárba került. Az első UNIVAC-ot az USA Népességnyilvántartó Hivatala vásárolta meg 1951-ben és mintegy 12 évig napi 24 órás műszakban használta. A gépből összesen 48 darabot gyártottak.
10. ábra - UNIVAC I. (forrás: TIME Magazine)
1952-ben készül el Moszkvában a MESZM és BESZM ("Большая Электронно-Счётная Машина", Nagy Elektronikus Számítógép), az első két szovjet számítógép, melyeket 1953-ban a Sztrela követte. [3]
1959-ben készült el az M-3, az első Magyarországon épített elektronikus számítógép, szovjet tervdokumentáció alapján. A gép kizárólag magyar gyártmányú (Tungsram) miniatűr elektroncsöveket használt. Egyedi fejlesztés volt a memóriát helyettesítő mágnesdob is. Az első M-3-at 1965-ben a Szegedi Kibernetikai Laboratóriumba szállítják, ahol 1968. január 2-ig működött. (1963-ban a Kibernetikai Laboratóriumban nyitotta meg Kalmár László professzor Szeged első számítóközpontját.)
11. ábra - M-3, az első magyar elektronikus számítógép és a mágnesdob memória (Forrás: ieeexplore.ieee.org)
ÉRDEKESSÉGEK ÉS ORVOSI HAZNÁLAT
Az 1960-as évek közepére az USA-ban néhány egészségügyi intézmény felismerte a számítógépek képességeit és elkezdte beépíteni a betegellátási alkalmazásokat a számítógépes rendszereibe.
1965-ben az amerikai kongresszus módosította a társadalombiztosítási törvényt a Medicare and Medicaid rendszer beillesztésére, amely az idősek, a fogyatékkal élők és az alacsony jövedelműek egészségügyi ellátására irányult. A költségtérítésre való jogosultság érdekében az ápolóknak adatokat kellett szolgáltatniuk az Egyesült Államok Egészségügyi és Humánügyi Minisztériuma által nyújtott ellátás dokumentálásához. Ez nagy lendületet adott az ápolói információs rendszerek fejlesztésében. [4]
Már az 1960-as évek végén megjelentek az első ambuláns ellátórendszerek, mint pl. a massachusettsi általános kórházban felállított Computer Stored Ambulatory Record (COSTAR) rendszer. A betegellátási adatokat számítógépesítették, hogy kielégítsék a szolgáltatók egészségügyi, pénzügyi és adminisztratív szükségleteit. [4]