OTRĀS PAAUDZES ELEKTRONU SKAITĻOJAMĀS MAŠĪNAS (ESM)



Līdz ar zinātnes un tehnikas attīstību tika izvirzīti jauni, sarežģītāki uzdevumi, kuru risināšanā vajadzēja palielināt gan ESM ātrdarbību, gan atmiņas ietilpību. Bija jāaprēķina neitronu plūsmas atomreaktoros, jārisina virsskaņas aerodinamikas uzdevumi, jāizskaitļo orbītas gan kosmiskajiem kuģiem, gan arī automātiskajām starpplanētu stacijām, kas palaistas uz Mēnesi, Veneru, jāizskaitļo tautsaimniecības plāna starpnozaru bilances.





Otrās paaudzes ESM tiek sauktas par tranzistoru skaitļotājiem, jo to galvenā sastāvdaļa ir pusvadītāju tranzistori. Vārds tranzistor ir radies no diviem vārdiem transfer (pārvietot) un rezistor (pretestība).



1948. gada 1. jūlijā (apmēram septiņus mēnešus pēc tranzistoru izgudrošanas) vienā no “New York Times” lappusēm, kas veltītas radio un televīzijai, bija ievietots necils paziņojums, ka “firma Bell Telephone Laboratories izstrādājusi un vakar demonstrējusi elektronisku iekārtu, kuru sauc par tranzistoru un kura reizēm var aizvietot elektronu lampu. (..) Tranzistoram ir maza metāliska cilindra forma (tā garums ir 13 mm). (..) Tas sāk darboties momentāni, nepatērējot laiku elektrodu sakarsēšanai. Ierīces darba elementi sastāv tikai no diviem tieviem vadiem un pusvadītāju materiāla gabaliņa kniepadatas galviņas lielumā”. Fiziķis teorētiķis Džons Bardīns (J. Bardeen) un vadošais eksperimentētājs Valters Brateins (W. Brattain) bija konstruējuši pirmo darbojošos tranzistoru. Līdz ar pusvadītāju iekārtu rašanos tika panākts patiesi fantastisks progress. Iekārtu izmēri samazinājās desmitiem reižu, patērējamā jauda – simtiem reižu.





Tranzistors neradās uzreiz. Pirms tam bija vismaz 10 gadu ilgs, neatlaidīgs darbs, kuru 1938. gadā sāka fiziķis teorētiķis Viljams Šoklijs (William Schockley). Ja gribam būt pavisam precīzi, tad tranzistoru vēsture ir sākusies vēl senāk – jau 1906. gadā francūzis Šarls Pikārs (Charles Emile Picard) piedāvāja kristālisku detektoru, 1922. gadā padomju radiofiķis O. Losevs parādīja, kā ar šādiem detektoriem panākt svārstību ģenerēšanu un pastiprināšanu. Vēl pēc trim gadiem Leipcigas universitātes profesors J. Lilienfelds mēģināja izveidot pusvadītāju ierīci. Diemžēl šie eksperimenti tika aizmirsti. 1951. gadā V. Šoklijs patentēja tranzistoru.



Tranzistori ir daudzkārt mazāki par elektronu lampām, tādēļ skaitļotāju blokus varēja izgatavot no tā sauktajām iespiestajām platēm. Iespiestā plate ir elektroizolācijas materiāla plāksnīte, kuras vienā pusē iestiprināti un pielodēti tranzistori u. c. elementi, bet otrā pusē iespiestas metāla vadītājjosliņas, kas savieno elementus. Kļuva iespējams skaitļotāju ražošanu daļēji automatizēt. Šie jauninājumi apmēram 10 reižu palielināja darbības drošumu.

Būtiski palielinājās operatīvā un ārējā atmiņa, pēdējai sāka izmantot magnētiskās lentes.

Tika uzsākta programmēšanas valodu izmantošana. Vispirms parādījās asambleri vai, kā tos sauc savādāk, simboliskās valodas. Tās bija zema līmeņa programmēšanas valodas. Piemēram, datu ielādi apzīmēja ar burtu L (LOAD) u. tml., kas programmētājiem bija mazāk traucējoši, nekā tā vietā rakstīt binārciparu (skaitļi, kas sastāv tikai no cipariem 1 un 0) virknītes. Vēlāk, jau 50. gadu vidū, radās augsta līmeņa programmēšanas valodas. Pirmā valoda, kas ātri izplatījās, bija FORTRAN (FORmula TRANslator), kas 50. gadu vidū bija matemātiķu, zinātnieku un inženieru valoda. 1959. gadā tika radīta vēl viena valoda COBOL (COmmon Business-Oriented Language), kas tika izmantota ekonomiska tipa aprēķiniem. 1963. gadā tika izveidota valoda BASIC, kas sākotnēji bija paredzēta studentu apmācībai, bet vēlāk ieguva arī plašu izmantojumu. Daudzi zinātnieki zināja vairākas programmēšanas valodas, jo uz dažādu tipu mašīnām un dažādām programmām bija jāizmanto atšķirīgas valodas. Tāpēc zinātnieki mēģināja izveidot vienu universālāku valodu, un tā 1963. gadā radās valoda PL/1 (Programming Language). Ieviešot programmēšanas valodas, radās iespēja programmēšanas darbu automatizēt.



1962. gadā firmas IBM un American Airline izveido sistēmu SABRE lidmašīnu biļešu rezervēšanai. Izmantojot to, vairāki operatori (lidmašīnu biļešu pārdevēji) varēja strādāt vienlaikus, rezervējot biļetes uz noteiktiem reisiem.



Otrās paaudzes ESM izveide turpinājās līdz 70. gadiem, turklāt atsevišķi modeļi tika izgatavoti arī vēlāk. Tas saistīts ar to, ka trešās paaudzes ESM ilgu laiku neizdevās sasniegt otrās paaudzes ESM ātrdarbību.



Viena no pirmās paaudzes un daļēji arī otrās paaudzes mašīnu problēmām bija šāda: ievadot un izvadot informāciju, skaitļotājs nerēķina, t. i., tā “smadzenes”– centrālais procesors – atrodas bezdarbībā, bet strādā tikai perifērās iekārtas. Procesora bezdarbības dēļ radās ļoti lieli darblaika zudumi. Sākās sīksta cīņa par lietotāja un mašīnas “kontakta laika” samazināšanu. Pirmajā vietā tika liktas mašīnas, tās centrālā procesora intereses, bet ne lietotāja ērtības. Rezultāts bija pāreja no atklātas programmēšanas uz “slēgto” darba režīmu. Matemātiķus programmētājus “atbīdīja” no ESM un vairs neielaida mašīnzālē. Programmas tagad ievadīja operatori, vadoties pēc programmas autoru sastādītajām instrukcijām. Programmas savāca un citu pēc citas ievietoja ESM nolasīšanas iekārtā. Operatoriem atlika tikai sekot, lai nolasīšanas iekārta nebūtu tukša.



Šis tehnisko un organizatorisko pasākumu komplekss būtiski paaugstināja skaitļojamās tehnikas izmantošanas efektivitāti. Slēgtais režīms ļāva efektīvāk izmantot ESM, jo tagad pie mašīnas strādāja profesionāli operatori, kuri darbojās ātrāk un zinošāk.



Drīz vien programmu pildīšanas instrukcijas sāka dot kā standarta perfokaršu komplektus, kurus pievienoja pie programmas.



Otrās paaudzes skaitļotājos informācijas ievads un izvads notika, izmantojot perfokartes (līdzīga izskata tām, kuras tika izgudrotas jau pirms Bebidža) un perfolentas. Uz katras perfokartes tika "rakstīta" tieši viena programmas rindiņa, pie tam simbolu skaits vienā rindiņā nedrīkstēja pārsniegt 80. Perfokartē informāciju "ierakstīja", izmantojot aparātu, nosacīti līdzīgu rakstāmmašīnai. Papīra vietā ievietoja perfokarti un, izmantojot tastatūru, rakstīja programmas komandrindiņu. Kad visa programma bija "ierakstīta" perfokartēs, tās iesniedza operatoram un gaidīja rezultātu. Ja programmu bija daudz, rezultāts varēja būt tikai nākamājā dienā. Bieži izrādījās, ka programmā ir kļūda (tehniska, gramatiska vai matemātiska). Ne vienmēr programma uzrādīja, kurā rindiņā ir kļūda. Tad nācās pašam "lasīt" perfokartes, meklēt nepareizo rindiņu, "uzrakstīt" no jauna nepareizo perfokarti, visu perfokaršu paciņu iesniegt operatoram un gaidīt rezultātu utt.



Informācijas glabāšanai (ārējai atmiņai) tika izmantotas magnētiskās lentas. Tās atrodas lielos, cilvēka auguma skapjos.

Jau otrās paaudzes skaitļotājos parādījās "gaismas spalvas jeb zīmuļi". Izmantojot šādu ierīci, informāciju varēja ievadīt (vai labot) tieši uz ekrāna. Tad uz vairākiem gadiem šī iekārta tika "aizmirsta", to atsāka pielietot elektroniskajās piezīmju grāmatiņās.



Otrās paaudzes ESM laikmetā radās daudz dažādu tipu skaitļotāju, kuriem bija līdzīgi raksturojumi, bet kas savā starpā atšķīrās ar komandu sistēmu un to kodēšanas paņēmieniem. Šīs paaudzes ESM tika izgatavotas sērijveidā, turklāt gandrīz vienlaikus daudzās pasaules valstīs. 1958. gadā, piemēram, tika izgatavotas Elliot–803 (Anglijā), Siemens–2002 (Vācijā), H–1 (Japānā). Kā ievērojami notikumi tika atzīmēti 1961. gadā Anglijā izgatavotais skaitļotājs ATLAS, ASV – STRETCH (IBM–7030) un CDC–6600, PSRS – BESM–6.



Katrai no tām bija jāizstrādā savs matemātiskais nodrošinājums: algoritmisko valodu translatori, standartprogrammu bibliotēkas utt. Matemātiskā nodrošinājuma cena ātri auga un nereti pārsniedza pašu mašīnu vērtību. Piecdesmitajos gados matemātiskais nodrošinājums veidoja tikai 5–10% no jauna skaitļotāja izveides kopējiem izdevumiem, bet 70. gados matemātiskā nodrošinājuma daļa jau bija apmēram 70% no kopējiem izdevumiem. Sāka atskanēt nopietnas runas, ka drīz vien skaitļotāji tikšot pievienoti kā iepakojums pie sava matemātiskā nodrošinājuma.