2.2 Rechnergenerationen

Von der elektronischen Informationsverarbeitung spricht man seit 1945. In diesem Zeitraum wurden Generationen von Computern gebaut, die alle durch eine typische Bauweise gekennzeichnet waren.

 

2.2.1 Erste Generation (1945-1955)

Elektronenröhren als Bauelemente
 
Röhre

In einem Glaskolben befindet sich ein Vakuum. Darin sind 2 Elektroden: Anode und Ka- thode, sowie ein Gitter einge- baut. 

Der Strom der zwischen Anode und Kathode fließen kann ist abhängig von der Spannung am Gitter. 

Nachteile der Röhre: Groß, benötigt hohe Spannungen (500V) und produziert daher viel Abwärme, mechanisch empfindlich. 

 
 

 

2.2.2 Zweite Generation (1955-1962)


Elektronenröhren wurden durch Transistoren ersetzt. Diese waren effizienter hinsichtlich der Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und des Stromverbrauchs.
 

Transistor

Ein Transistor besteht aus Halbleitermaterial in das durch Einlagerung von Fremdatomen positive oder negative Bereiche gelegt wurden.

Der Strom der von der Quelle zur Senke fließt ist dabei abhängig von der Steuerspannung am Gatter. Man erhält dadurch z.B. einen gesteuerten Schalter.  2 Transistoren können dann leicht zu einem AND-Gatter verbunden werden, usw.

Vorteile: klein, niedrige Spannung (ab ca. 1V), wenig Abwärme, mechanisch unempfindlich.  
 

      npn-Transistor

 

 

2.2.3 Dritte Generation (1969-1970)

Erster Schritt zur Miniaturisierung: Halbleiterelemente in Salzkorngröße werden zu "Modulen" zusammengefasst. In so genannter Chipbauweise werden viele Transistoren auf kleinen Siliziumplättchen integriert.
Durch die Einführung von Integrierten Schaltkreisen (SSI = Small Scale Integration) entstand die Generation der ICs (Integrated Circuit) und der Multiprogrammierung. Mit den integrierten Schaltungen wurden die Rechneranlagen kleiner und erreichten eine höhere Geschwindigkeit. Sie besaßen bis zu 1000 Transistorfunktionen.


Monolithische Speichermodulkarte, 1971
zuerst verwendet im IBM System 370

 

 

2.2.4 Vierte Generation (1970 – 1985)

Das Zeitalter der Personalcomputer wurde mit der Entwicklung von LSI (Large Scale Integration) Schaltkreisen (bis 20000 Transistorfunktionen) geboren. Ein Hauptmerkmal dieser Rechentechnik war, dass ein Computer bzw. die CPU nicht mehr von vielen, sondern jetzt auch von einzelnen Personen benutzt wurde.

Am Rand des Chips sind die Anschlussbeinchen sichtbar. Das kleine Scheibchen in der Mitte ist der eigentliche Silizium-Chip auf dem mehrere Millionen Transistoren untergebracht sind.

Chip-Gehäuse (CPU)

 
 

2.2.5 Fünfte Generation (ab 1985)

In dieser Rechnergeneration wurden die VLSI (Very Large Scale Integration) Schaltkreise mit mehreren Millionen Transistoren gefertigt.
Nun werden Workstations und PCs als Massenprodukt in breiten kommerziellen Bereichen eingesetzt. Es beginnt die weltweite Vernetzung der Computer.