कंप्यूटर पीढ़ियाँ | Generations of Computer

कंप्यूटर का विकास 16वीं शताब्दी से शुरू हुआ और इसके परिणामस्वरूप आज की आधुनिक मशीनें सामने आईं। हालाँकि, वर्तमान कंप्यूटर में भी पिछले कुछ वर्षों में तेजी से बदलाव आया है। इस अवधि को, जिसके दौरान कंप्यूटर का विकास हुआ, पांच अलग-अलग चरणों में विभाजित किया जा सकता है जिन्हें कंप्यूटर की पीढ़ी के रूप में जाना जाता है। कंप्यूटर की प्रत्येक नई पीढ़ी न केवल प्रसंस्करण और क्षमताओं में अपने पूर्ववर्ती से बेहतर है, बल्कि दिखने और आकार में भी भिन्न है। उपयोग किए गए स्विचिंग सर्किट के प्रकार के आधार पर प्रत्येक चरण को दूसरों से अलग किया जाता है। ये पीढ़ियाँ हैं:
पहली पीढ़ी के कंप्यूटर (1940-1956)
दूसरी पीढ़ी के कंप्यूटर (1956-1963)
तीसरी पीढ़ी के कंप्यूटर (1964-1971)
चौथी पीढ़ी के कंप्यूटर (1971-वर्तमान)
पांचवीं पीढ़ी के कंप्यूटर (वर्तमान और उससे आगे)

पहली पीढ़ी के कंप्यूटर: वैक्यूम ट्यूब (1940-1956)

पहली पीढ़ी के कंप्यूटरों की विशेषता वैक्यूम ट्यूब का उपयोग है। वैक्यूम ट्यूब एक नाजुक कांच का उपकरण था, जो इलेक्ट्रॉनिक्स के स्रोत के रूप में फिलामेंट्स का उपयोग करता था। यह इलेक्ट्रॉनिक सिग्नलों को नियंत्रित और प्रवर्धित कर सकता है। इन वैक्यूम ट्यूबों का उपयोग गणना के साथ-साथ भंडारण और नियंत्रण के लिए भी किया जाता था। पहला सामान्य प्रयोजन प्रोग्रामयोग्य इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर इलेक्ट्रॉनिक न्यूमेरिकल इंटीग्रेटर एंड कंप्यूटर (ENIAC) था, जिसे पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय में जे. प्रेस्पर एकर्ट और जॉन वी. मौचली द्वारा बनाया गया था। ENIAC 30-50 फीट लंबा था, इसका वजन 30 टन था, इसमें 18,000 वैक्यूम ट्यूब, 70,000 रजिस्टर, 10,000 कैपेसिटर थे और इसके लिए 150,000 वाट बिजली की आवश्यकता थी। पहली पीढ़ी के कंप्यूटर आकार में बहुत भारी थे, जिन्हें स्थापित करने के लिए बड़ी जगह की आवश्यकता होती थी और वे बड़ी मात्रा में गर्मी उत्सर्जित करते थे इसलिए कंप्यूटर के समुचित कार्य के लिए एयर कंडीशन आवश्यक था। उच्च स्तरीय प्रोग्रामिंग भाषाओं में लिखे गए प्रोग्रामों को कंपाइलर द्वारा असेंबली भाषा या मशीन भाषा में पुनः अनुवादित किया जाता है। असेंबली भाषा प्रोग्राम को असेंबलर (असेंबली भाषा कंपाइलर) नामक प्रोग्राम द्वारा मशीन भाषा में पुनः अनुवादित किया जाता है।

ENIAC के समाप्त होने से पहले, वॉन न्यूमैन ने इलेक्ट्रॉनिक डिस्क्रीट वेरिएबल ऑटोमैटिक कंप्यूटर (EDVAC) को एक संग्रहीत प्रोग्राम और डेटा दोनों को रखने के लिए मेमोरी के साथ डिज़ाइन किया था। इससे बहुत तेजी से संचालन संभव हुआ क्योंकि कंप्यूटर को डेटा और निर्देशों दोनों तक त्वरित पहुंच प्राप्त थी। निर्देश संग्रहीत करने के अन्य लाभ यह थे कि कंप्यूटर आंतरिक रूप से तार्किक निर्णय ले सकता था। एकर्ट और मौचली ने बाद में 1952 में संभवतः पहला व्यावसायिक रूप से सफल कंप्यूटर, यूनिवर्सल ऑटोमैटिक कंप्यूटर (UNIVAC) विकसित किया।
उदाहरण: ENIAC, EDVAC, UNIVAC-1
दूसरी पीढ़ी के कंप्यूटर: ट्रांजिस्टर (1956-1963)

सॉलिड-स्टेट घटकों (ट्रांजिस्टर और डायोड) और चुंबकीय कोर स्टोरेज ने कंप्यूटर की दूसरी पीढ़ी का आधार बनाया। ट्रांजिस्टर अर्धचालक सामग्री से बना एक उपकरण है जो सिग्नल को बढ़ाता है या सर्किट को खोलता या बंद करता है। बेल लैब्स में आविष्कार किया गया, ट्रांजिस्टर कंप्यूटर सहित सभी डिजिटल सर्किट का प्रमुख घटक बन गया है। पहली पीढ़ी के कंप्यूटर में भारी इलेक्ट्रिक ट्यूबों की जगह ट्रांजिस्टर ने ले ली। ट्रांजिस्टर वैक्यूम ट्यूब के समान कार्य करते हैं, सिवाय इसके कि इलेक्ट्रॉन वैक्यूम के बजाय ठोस पदार्थों के माध्यम से चलते हैं। ट्रांजिस्टर अर्ध-संचालन सामग्री से बने होते थे और सर्किट के माध्यम से बिजली के प्रवाह को नियंत्रित करते थे। उन्होंने कंप्यूटर को एक ही समय में छोटा, अधिक शक्तिशाली और तेज़ बनाने की भी अनुमति दी। वे कम महंगे भी हैं, कम बिजली की आवश्यकता होती है और वैक्यूम ट्यूब की तुलना में कम गर्मी उत्सर्जित करते हैं। निर्माण लागत भी बहुत कम थी।
यह दूसरी पीढ़ी में है कि सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू), मेमोरी, प्रोग्रामिंग भाषा और इनपुट और आउटपुट इकाइयों की अवधारणा विकसित की गई थी। दूसरी पीढ़ी के कंप्यूटर गुप्त बाइनरी मशीन भाषा से प्रतीकात्मक, या असेंबली, भाषाओं में चले गए, जिससे प्रोग्रामर को शब्दों में निर्देश निर्दिष्ट करने की अनुमति मिली। ये पहले कंप्यूटर भी थे जो अपने निर्देशों को अपनी मेमोरी में संग्रहीत करते थे, जो एक चुंबकीय ड्रम से चुंबकीय कोर तकनीक में चले गए। दूसरी पीढ़ी के दौरान कई उच्च स्तरीय प्रोग्रामिंग भाषाएँ पेश की गईं, जिनमें फोरट्रान (1956), एल्गोल (1958) और कोबोल (1959) शामिल हैं।
उदाहरण: पीडीपी-8, आईबीएम1400 श्रृंखला, आईबीएम 1620, आईबीएम 7090, सीडीसी 3600
तीसरी पीढ़ी के कंप्यूटर: इंटीग्रेटेड सर्किट (1964-1971)

तीसरी पीढ़ी के कंप्यूटर 1964 में पेश किए गए थे। ट्रांजिस्टर को छोटा करके सिलिकॉन चिप्स पर रखा गया था, जिन्हें सेमीकंडक्टर कहा जाता था, जिससे कंप्यूटर की गति और दक्षता में भारी वृद्धि हुई। उन्होंने इंटीग्रेटेड सर्किट (ICs) का उपयोग किया। Cs का विकास कंप्यूटर और इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में एक मील का पत्थर साबित हुआ। ये आईसी हैं
लोकप्रिय रूप से चिप्स के नाम से जाना जाता है।

सिलिकॉन कंप्यूटर चिप्स, ट्रांजिस्टर, सिलिकॉन डायोड और अन्य इलेक्ट्रॉनिक सर्किट और स्विचिंग डिवाइस बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली मूल सामग्री है क्योंकि इसकी परमाणु संरचना तत्व को एक आदर्श अर्धचालक बनाती है। इसके प्रवाहकीय गुणों को बदलने के लिए सिलिकॉन को आमतौर पर बोरान, फॉस्फोरस और आर्सेनिक जैसे अन्य तत्वों के साथ मिलाया जाता है या मिलाया जाता है। एक सामान्य चिप ¼-वर्ग इंच से छोटी होती है और इसमें लाखों इलेक्ट्रॉनिक घटक (ट्रांजिस्टर) हो सकते हैं। कंप्यूटर में इलेक्ट्रॉनिक बोर्ड पर रखे गए कई चिप्स होते हैं जिन्हें मुद्रित सर्किट बोर्ड कहा जाता है। चिप्स विभिन्न प्रकार के होते हैं. उदाहरण के लिए, सीपीयू चिप्स (जिन्हें माइक्रोप्रोसेसर भी कहा जाता है) में पूरी प्रोसेसिंग यूनिट होती है, जबकि मेमोरी चिप्स में खाली मेमोरी होती है।
कंप्यूटर की उत्पत्ति और अनुप्रयोग एक एकल आईसी में सिलिकॉन के एक पतले टुकड़े पर कई ट्रांजिस्टर, रजिस्टर और कैपेसिटर बने होते हैं। आईसी में विकास छोटे पैमाने के एकीकरण (एसएसआई) से लेकर मध्यम पैमाने के एकीकरण (एमएसआई) तक होता है। बहुस्तरीय मुद्रित सर्किट विकसित किए गए और कोर मेमोरी को तेज, ठोस अवस्था वाली मेमोरी से बदल दिया गया। आईसी तकनीक को "माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स" तकनीक के रूप में भी जाना जाता था, क्योंकि बड़ी संख्या में सर्किट को एक ही चिप पर एकीकृत किया जा सकता था।

इस पीढ़ी के कंप्यूटर आकार में छोटे, कम लागत, बड़ी मेमोरी और प्रोसेसिंग स्पीड बहुत अधिक होते थे। इस अवधि के दौरान बेसिक (बिगिनर्स ऑल परपज सिम्बोलिक इंस्ट्रक्शन कोड) जैसी उच्च स्तरीय भाषा का विकास किया गया। एकीकृत सॉलिड-स्टेट सर्किटरी, बेहतर सेकेंडरी स्टोरेज डिवाइस और नए इनपुट/आउटपुट डिवाइस इस पीढ़ी के सबसे महत्वपूर्ण फायदे थे। नई सर्किटरी ने कंप्यूटर की गति बढ़ा दी। अंकगणित और तार्किक संचालन अब माइक्रोसेकंड या यहां तक कि नैनोसेकंड में किए जाने लगे थे। मिनी कम्प्यूटर का विकास भी इसी पीढ़ी में हुआ।
उदाहरण: एनसीआर 395, बी6500, आईबीएम 360,370
चौथी पीढ़ी के कंप्यूटर: माइक्रोप्रोसेसर (1971-वर्तमान)

चौथी पीढ़ी के कंप्यूटरों की शुरुआत 1971 के आसपास कंप्यूटिंग तत्वों के निर्माण में बड़े पैमाने पर एकीकरण (एलएसआई) का उपयोग करके हुई। LSI सर्किट एकल सिलिकॉन चिप पर निर्मित होते हैं जिन्हें माइक्रोप्रोसेसर कहा जाता है। एक माइक्रोप्रोसेसर में एक ही चिप पर अंकगणित, तर्क और नियंत्रण कार्य करने के लिए आवश्यक सभी सर्किट होते हैं। माइक्रोप्रोसेसरों के कारण, चौथी पीढ़ी में समकक्ष आकार की तीसरी पीढ़ी के कंप्यूटरों की तुलना में अधिक डेटा प्रोसेसिंग क्षमता शामिल होती है। माइक्रोप्रोसेसर के विकास के कारण इसे स्थापित करना संभव हो सका है
कंप्यूटर की सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (सीपीयू) सिंगल चिप पर। इन कंप्यूटरों को माइक्रो कंप्यूटर कहा जाता है। बाद में बहुत बड़े पैमाने पर एकीकृत (वीएलएसआई) सर्किट ने एलएसआई सर्किट का स्थान ले लिया। पहली पीढ़ी में जो चीज़ पूरे कमरे को भर देती थी वह अब हाथ की हथेली में समा सकती है।

1971 में विकसित इंटेल 4004चिप, कंप्यूटर के सभी घटकों को - सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट और मेमोरी से लेकर इनपुट/आउटपुट नियंत्रण तक - एक ही चिप पर स्थित करता था। इस पीढ़ी में प्रमुख नवाचार माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स का विकास और कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के विभिन्न क्षेत्र जैसे मल्टीप्रोसेसिंग, मल्टीप्रोग्रामिंग, टाइम-शेयरिंग, ऑपरेटिंग स्पीड और वर्चुअल स्टोरेज थे। इस अवधि के दौरान, हाई स्पीड वेक्टर प्रोसेसर ने उच्च प्रदर्शन कंप्यूटिंग के परिदृश्य को बदल दिया। ज्यादातर माइक्रो कंप्यूटर और वर्कस्टेशन समय साझा मेनफ्रेम कंप्यूटर के लिए पेश किए गए थे। इस प्रकार जो कंप्यूटर पहले के दिनों में एक बहुत बड़े कमरे में रहता था, उसे अब एक मेज पर रखा जा सकता है। पर्सनल कंप्यूटर चौथी पीढ़ी का कंप्यूटर है। यही वह समय है जब कंप्यूटर नेटवर्क का भी विकास हुआ।
उदाहरण: एप्पल II, ऑल्टर 8800
पांचवीं पीढ़ी के कंप्यूटर (वर्तमान और उससे आगे)

कृत्रिम बुद्धिमत्ता पर आधारित पांचवीं पीढ़ी के कंप्यूटर अभी भी विकास में हैं, हालांकि आवाज पहचान जैसे कुछ अनुप्रयोग हैं, जिनका आज भी उपयोग किया जा रहा है। आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस कंप्यूटर विज्ञान की वह शाखा है जो कंप्यूटर को इंसानों की तरह व्यवहार करने और कंप्यूटर को अपना निर्णय लेने की अनुमति देने से संबंधित है। वर्तमान में, कोई भी कंप्यूटर पूर्ण कृत्रिम बुद्धिमत्ता प्रदर्शित नहीं करता है (अर्थात मानव व्यवहार का अनुकरण करने में सक्षम है)। खेल खेलने के क्षेत्र में सबसे अधिक प्रगति हुई है। सर्वश्रेष्ठ कंप्यूटर शतरंज प्रोग्राम अब इंसानों को मात देने में सक्षम हैं। आज, कृत्रिम बुद्धिमत्ता का सबसे लोकप्रिय क्षेत्र तंत्रिका नेटवर्क है, जो आवाज पहचान और प्राकृतिक-भाषा प्रसंस्करण जैसे कई विषयों में सफल साबित हो रहा है। ऐसी कई प्रोग्रामिंग भाषाएं हैं जिन्हें एआई भाषाओं के रूप में जाना जाता है क्योंकि उनका उपयोग लगभग विशेष रूप से एआई अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। दो सबसे आम हैं एलआईएसपी और प्रोलॉग। पांचवी पीढ़ी के कंप्यूटर में स्पीड बहुत ज्यादा होती है. पांचवीं पीढ़ी के कंप्यूटरों के विकास में, समानांतर प्रसंस्करण ने डेवलपर्स का मुख्य ध्यान केंद्रित किया। इस समय तक, समानता पाइपलाइनिंग और वेक्टर प्रसंस्करण तक ही सीमित थी। इस पीढ़ी ने सैकड़ों प्रोसेसर वाली मशीनें पेश कीं जो एक ही प्रोग्राम के विभिन्न हिस्सों पर काम कर सकती थीं। अधिक शक्तिशाली कम्प्यूटरों का विकास अभी भी प्रगति पर है। यह भविष्यवाणी की गई है कि ऐसा कंप्यूटर अपने उपयोगकर्ता के साथ प्राकृतिक बोली जाने वाली भाषा में संवाद करने, विशाल ज्ञान डेटाबेस संग्रहीत करने, इन डेटाबेस के माध्यम से तेजी से खोज करने, बुद्धिमान निष्कर्ष निकालने, तार्किक निष्कर्ष निकालने, छवि प्रसंस्करण और वस्तुओं को मनुष्यों की तरह देखने में सक्षम होगा। करना।
तालिका 1.1: कंप्यूटर की पांच पीढ़ियों की विशेषताएं
Criteria
First
Generation
Computer
Second
Generation
Computer
Third
Generation
Computer
Fourth
Generation
Computer
Fifth
Generation
Computer
Technology
Vacuum Tube
Transistor
Integrated
Circuit
Microprocessor
Artificial
Intelligent
Speed
Slowest
Slow
Medium
Faster
Fastest
Size
Largest
Large
Medium
Smaller
Smallest
Reliability
Unreliable
Less Reliable
More Reliable
More Reliable
More Reliable
Operating
System
None
None
Yes
Yes
Yes
Language
Machine
Assembly
High Level
High Level
High Level
Period
1940-1956
1956-1963
1964-1971
1971-Present
Present and
Beyond