Computergeschiedenis
Numerical Artefacts Museum
NAM III

9: siliciumcylinder
10: eerste harde schijf
A: bandeenheid
B: modem voor vaste lijn
C: intelligente terminal
11: mini-computer
Wat voorafging

De eerste geïntegreerde schakelingen

De halfgeleiders worden gebruikt om transistoren en diodes te maken. In het begin heeft het geen zin om buizen door transistoren te vervangen: de transistoren zijn duurder en werken minder betrouwbaar. De buizentechnologie daartegenover is goed gekend. Transistoren zijn kleiner dan buizen, waardoor fabrikanten de neiging hebben meer transistoren te gebruiken, waardoor de uiteindelijke betrouwbaarheid van een systeem met transistoren lager is dan een systeem met buizen.

Maar de situatie zal grondig veranderen met de komst van de geïntegreerde schakelingen. De eerste schakelingen hadden slechts een beperkt aantal transistoren en konden één enkele funktie uitvoeren (de IC-reeks 74xx is daar een voorbeeld van). Microprocessoren hebben echter duizenden transistoren in één IC. Omdat alle transistoren samen worden gefabriceerd werkt het geheel beter dan tweeduizend losse transistoren. De toleranties kunnen strenger zijn omdat de processor in één keer wordt gefabriceerd.

De schakelingen worden gemaakt met zuiver silicium. Silicium wordt gesmolten en dan uitgerokken waarbij er zich monokristalijn silicium vormt die de vorm van een langwerpige cylinder heeft (zie foto). Het cylinder wordt opnieuw plaatselijk verhit en de hittezone beweegt van de ene naar de andere kant, waarbij d eonzuiverheden naar de half-vloeibare zone migreren.

Het cylinder wordt dan in dunne plakken gesneden en daarmee kan men zowel discrete componenten (transistoren, dioden) als geïntegreerde schakelingen maken.

Een van de eerste microprocessoren was de 4004 die bestond uit ongeveer 2300 transistoren. De databus was 4 bits breed, de instructies hadden een breedte van 8 bits en de databus bedroeg 12 bits. De uitvoering van een enkelvoudige instructie duurde 10µs. De optelling van twee getallen duurde juist geen milliseconde.

Dit was een begin, en de processoren worden snel krachtiger: de daaropvolgende 4040 beschikt over meer instructies, de 8080 heeft een databus van 8 bits en een adresbus van 16 bits, de 80286 heeft een databus van 16 bits en de 80386 een databus van 32 bits. Microcomputers (personal computers) die met derglijke processoren uitgerust worden zijn sneller dan de minicomputers van een 10-tal jaren terug.

De eerste harde schijven

Drumgeheugen werd vooral gebruikt als werkgeheugen (later samen met kerngeheugen in de vorm van virtueel geheugen). Schijven werden vooral gebruikt voor data-opslag en waren daarom verwisselbaar. Het museum beschikt over één van de eerste schijven: niet wisselbaar en met verschillende koppen: het is eigenlijk een tussenvorm tussen een drum (een kop per spoor) en een echte schijf (de vorm van de magnetische laag).

Een harde schijf had een capaciteit die vergelijkbaar was met die van 60.000 ponskaarten, maar dit volstond niet meer voor grote bedrijven die meer dan 60.000 klanten of meer dan 60.000 artikels in stock hadden. Men gebruikt dan bandeenheden die een hogere capaciteit hebben dan de schijfeenheden.

De capaciteit van die eerste schijfeenheden was trouwens heel beperkt naar huidige maatstaven: men kon met moeite één foto in jpeg formaat opslaan. Dit geeft maar al te goed weer hoe sterk de evolutie is.

Time sharing wordt meer en meer toegepast: gebruikers huren rekenkracht bij een mainframe. De gegevens worden plaatselijk op ponskaarten geponst en dan naar het rekencentrum gestuurd, waar die tijdelijk opgelagen worden, totdat de hoofdcomputer vrij is. De resultaten worden ook plaatselijk bewaard tot de dag nadien, als de gebruiker opnieuw in verbinding komt met het rekencentrum. Het resultaat wordt meestal op een lijnprinter gedrukt. Men gebruikt voorgedrukte formulieren voor de fakturatie of andere specifieke toepassingen.

De gebruiker heeft meestal een vaste lijn met het rekencentrum (leased line). De modem is naar huidige maatstaven heel primitief (snelheid van 300 baud = 30 tekens per seconde, later zal dat 1200 baud zijn). De modem had ook niet d emogelijkheid om een nummer te vormen, omdat het een vaste lijn betrof.

Nadien zijn er ook terminals gekomen. De eenvoudige terminals bestonden uit een toetsenbord, een scherm en een modem, maar de latere versies kregen extra mogelijkheden, zoals het verwerken van control-kodes (bladschikking), waardoor de output gestruktureerd werd (scherm met veldindelingen en lage/hoge helderheid en reverse karakters) en niet meer eruitzag als een listing. Ook bepaalde toetsen konden geprogrammeerd worden om bepaalde instructies uit te voeren (bijvoorbeeld het starten van een bepaalde toepassing op de hoofdcomputer). Sommige terminals konden een printer aansturen: de data kon dan ofwel naar het scherm ofwel naar de printer gestuurd worden.

De meest complexe terminals waren in staat lokaal eenvoudige applikaties te draaien, zoals de Sperry Univac UTS400.

De hoofdcomputer waarmee een verbinding aangelegd werd stond in de hoofdzetel van de onderneming en alle bijkantoren hadden een terminal (later: meerdere terminals en een data-concentrator).

Mini-computers

Maar de toekomst ligt niet in mainframes. Enkel grote bedrijven kunnen zich een mainframe aanschaffen: banken, staalfabrieken en hoogovens, verzekeringen,... De mini-computers zijn geschikt voor kleinere bedrijven. Een voorbeeld is de PDP-8 die ontworpen werd om zo goedkoop mogelijk te zijn. Verschillende trucs worden gebruikt om de kosten te drukken: de processor werkt bijvoorbeeld serieel in plaats van parallel. De computer is dus beduidend trager dan een mainframe, maar dat stoort niet.

Een minicomputer bestaat uit een centrale eenheid, scherm en toetsenbord, soms aangevuld met een floppy eenheid en later een harde schijf. Een voorbeeld is de Burroughs B90 die ene heel modern design heeft.

Maar de minicomputers worden binnen de 10 jaar vervangen door microcomputers (personal computers) waarvan de processor veel sneller kan werken omdat die uit een geïntegreerde schakeling bestaat. Ook het geheugen bestaat uit geïntegreerde schakelingen (en niet meer uit kerngeheugen). Een microcomputer van zo'n 500USD (uit die tijd) is vele malen sneller dan een microcomputer die tienmaal meer kostte.

Deze eerste micorcomputers die voor thuisgebruik voorzien waren hadden echter andere beperkingen: om de prijs te drukken was er geen schijfeenheid en moest men serken met datacassettes. Maar hier ook is de evolutie niet te stoppen.

Het vervolg...

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's