Этапы развития вычислительной техники

Знаете ли вы, что...

К одной из самых древних «вычислительных машин» каменного века относятся величественные сооружения Стоунхенджа, расположенные на юго-западе Англии. Этим каменным великанам около 4000 лет.Недавно с помощью компьютера ученые определили, что сооружение это было каменной астрономической обсерваторией, работающей на вычислительных принципах. Здесь с удивительной точностью люди вели счет календарным дням, предсказывали наступление солнечных и лунных затмений.

Современный компьютер – это универсальное, многофункциональное, электронное, автоматическое устройство для работы с различными видами информации (числовой, текстовой, графической, видео). Но изначально первые компьютеры или ЭВМ (электронно-вычислительные машины) были созданы для обработки числовой информации, т.е. для вычислений. Следовательно, истоки появления компьютера надо искать в истории развития вычислительной техники.

С древности принимались попытки создания устройств, облегчающих вычисления. Давайте всю историю развития вычислительной техники разобьем на основные этапы:

I. Ручной

1. Рука
2. Зарубки - 30 тыс. лет до н.э.
3. Узелковое письми -  VII в н.э.
4. Счеты – V век до н.э
5. Счетные палочки Непера – 1617 г.
6. Логарифмическая линейка –1654 г.

II. Механический

1. Суммирующая машина Б. Паскаля –1642 г.
2. Машина Г. Лейбница – 1694 г.
3. Арифмометры – 1822 г.
4. Аналитическая машина Ч. Бэббиджа – 1834 г.

III. Электромеханический

1. Табулятор Г. Холлерита –1888 г.
2. Дифференциальный анализатор В. Буша –1930 г.
3. АВС(Atanasoff-Berry-computer) – 1937 г.
4. Управляемая вычислительная машина MARK-1 -1944 г.

IV. Электронный

Электронно-вычислительные машины (ЭВМ)

• Электронно-вычислительная машина ENIAC (США) - 1946 г.
• Малая электронная счетная машина МЭСМ (СССР) – 1950 г.

и т. д.

Приспособления для счета

Ручной период автоматизации вычислений начался на заре человеческой цивилизации. Он базировался на использовании пальцев рук и ног.

На протяжении многих веков человек прибегал к помощи различных приспособлений облегчающих счет, таких как зарубки или узелки.

Счет с помощью группировки и перекладывания предметов явился предшественником счета на абаке. Аналогом абака на Руси являются счеты. Счеты – это вычислительный инструмент-долгожитель, который много веков оставался вне конкуренции.

Изобретение шотландским математиком Дж. Непером логарифмов оказало революционное влияние на счет, а логарифмическая линейка явилась венцом вычислительных инструментов ручного периода автоматизации вычислений.

Механические счетные машины

Знаете ли вы, что...

Великим творцом эпохи Возрождения Леонардо да Винчи был дан эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубными колесами. По его чертежам американская фирма по производству компьютеров IBM в целях рекламы построила работоспособную машину .

Развитие механики в XVII веке стало предпосылкой создания вычислительных устройств и приборов, используемых механический способ вычислений.

1632 г. - немецкий ученый В. Шиккард описывает механическую счетную машину, предназначенную для выполнения четырех арифметических операций над 6-ти разрядными числами.

1642 г. – французский ученый Б. Паскаль построил 8-разрядную действующую модель счетной суммирующей машины. В последствии была создана серия из 50 таких машин. Так формировалось мнение о возможности автоматизации умственного труда.

1694 г. - немецкий математик Г. Лейбниц построил механическую счетную машину, которая могла не только складывать и вычитать, но и умножать и делить.

1822 г. – организация серийного производства арифмометров. Арифмометры использовались для практических вычислений вплоть до шестидесятых годов XX века. Подобные счетные машины значительно облегчали труд человека, однако без его участия машина считать не могла. При этом человеку отводилась роль оператора.

1834 г. – английский математик Ч. Бэббидж выдвинул идею создания программно управляемой счетной машины, имеющей арифметическое устройство, устройство управления, ввода, печати и предназначавшейся для вычисления любого алгоритма.

Наивысшим достижением Чарльза Бэббиджа и его помощницы Ады Лавлейс была разработка принципов, положенных в основу современных компьютеров, за целое столетие до того, как появилась техническая возможность их реализации.

Электромеханические машины

Знаете ли вы, что...

Невинное английское слово BUG (жучок) стало термином для ошибки, сбоя в работе компьютера. Причиной рождения неологизма послужил мотылек, замкнувший контакт одного из первых компьютеров MARK-1. Тогда же и родился компьютерный термин для процедуры устранения ошибок – debugging.

Электромеханический этап развития вычислительной техники явился наименее продолжительным и охватывает около 60 лет – от первого табулятора Г. Холлерита до первой ЭВМ «ENIAC»

1888 г. - создание Г. Холлеритом первого счетно-аналитического комплекса, названного табулятором.

Табуляторположил начало целому классу вычислительных машин, считывающих информацию с перфокарт.

1930 г. - В. Буш разрабатывает дифференциальный анализатор. Это первая успешная попытка создать компьютер, способный выполнять громоздкие научные вычисления.

1937 г. – Дж. Атанасов и К. Берри сформулировали концепцию электронной машины АВС.

1944 г. – Г. Айкен разрабатывает и создает управляемую вычислительную машину на электромеханических реле MARK-1.

Электронный этап развития вычислительной техники

Это интересно!

Как считают большинство американских пользователей интернета, участвовавшие в специальном опросе, самое значительное изобретение за последние 50 лет.

Улыбнёмся

Солдаты, приписанные к огромной машине ENIAC, постоянно носились вогруг нее, скрипя тележками, доверху набитыми электронными лампами. Стоило перегореть хотя бы одной лампе, как ENIAC тут же вставал, и начиналась суматоха: все спешно искали сгоревшую лампу. Одной из причин - возможно, и не слишком достоверной - столь частой замены ламп считалась такая: их тепло и свечение привлекали мотыльков, которые залетали внутрь машины и вызывали короткое замыкание. Если это правда, то термин "жучки" (bugs), под которым подразумевают ошибки в программных и аппаратных средствах компьютеров, приобретает новый смысл.

В силу физико-технической природы релейная вычислительная техника не позволяла существенно повысить скорость вычислений; для этого потребовался переход на электронные безинерционные элементы высокого быстродействия. К началу 40-х г.г. 20 в. электроника уже располагала необходимым набором таких элементов. С изобретением М. Бонч-Бруевичем в 1913 г. триггера (электронное реле - двухламповый симметричный усилитель с положительной обратной связью; в качестве базовой компоненты использует электронную вакуумную лампу триод изобретенную в 1906 г.) появилась реальная возможность создания быстродействующей электронной вычислительной техники; электронные вычислительные машины (ЭВМ) ознаменовали собой новое направление в вычислительной технике, интенсивно развиваемое и в настоящее время в различных направлениях.

Первые электронно-вычислительные машины (ЭВМ), способные автоматически по заданной программе обрабатывать большие объемы информации, были построены в 1946 г. в США (ENIAC) и в 1950 г. в СССР (МЭСМ). Первые ЭВМ были ламповыми (включали в себя десятки тысяч ламп), очень дорогими и очень большими (занимали громадные залы), и поэтому их количество измерялось единицами, в лучшем случае десятками штук. Они использовались для проведения громоздких и точных вычислений в научных исследованиях, при проектировании ядерных реакторов, расчетов траекторий баллистических ракет и т. д. Программы для первых ЭВМ, написанные на машинном языке, представляли собой очень длинные последовательности нулей и единиц, так что составление и отладка таких программ было чрезвычайно трудоемким делом.

Производство сравнительно недорогих персональных компьютеров с использованием БИС (больших интегральных схем) началось в середине 70-х годов с компьютера Apple II (с этого компьютера отсчитывает свое существование фирма Apple). В начале 80-х годов приступила к массовому производству персональных компьютеров корпорация IBM (компьютеры так и назывались IBM Personal Computer — IBM PC). Персональные компьютеры в состоянии обрабатывать не только числовую информацию. В настоящее время большая часть персональных компьютеров в мире занята обработкой текстовой информации. С 80-х годов стала возможной обработка на компьютере графической информации, а с 90-х — звуковой. Современный персональный компьютер превратился в мультимедийный, т. е. на нем можно обрабатывать числовую, текстовую, графическую и звуковую информацию.
Более подробно о поколениях ЭВМ мы рассмотрим в следующем уроке.

IBM - (Ай-Би-Эм, International Business Machines) — американская корпорация, крупнейший мировой производитель всех видов компьютеров, компьютерных устройств и программного обеспечения.

Компания, известная сейчас под именем IBM, была основана 15 июня 1911 года и называлась C-T-R (Computing-Tabulating- Recording). ОнавключилавсебяComputing Scale Company of America, Tabulating Machine Company (TMC — бывшаякомпанияГерманаХоллерита) иInternational Time Recording Company. В мае 1914 года генеральным управляющим компании C-T-R стал Томас Уотсон (Thomas Watson, 17.02.1874—19.06.1956).

В 1943 году началась история компьютеров IBM — был создан «Марк I». Эта ЭВМ, весившая более пяти тонн, несмотря на невысокую скорость, могла осуществлять довольно сложную последовательность математических вычислений. В 1946 году IBM предложила первую коммерческую модель электронно-вычислительной машины — IBM 603 Multiplier.

В 1952 году была выпущена электронно-вычислительная машина IBM 701, использующая электронно-вакуумные лампы. В отличие от электромеханических переключателей, использовавшихся в «Марк-1», электронные лампы легко заменялись в случае неисправности, а главное — позволили увеличить скорость вычислений до 17 тыс. операций в секунду. Созданный в 1954 году на основе новой технологии компьютер NORC в 1954 году поступил на вооружение морской артиллерии США. С его помощью производились сложные баллистические вычисления, которые позволяли эффективно управлять огнем береговой артиллерии на сверхдальнем расстоянии.

В 1957 году годовой оборот корпорации IBM превысил 1 млрд. долларов.

В 1959 году появились первые компьютеры IBM на транзисторах, достигшие такого уровня надежности и быстродействия, при котором ВВС США сочли возможным использовать их в системе раннего оповещения ПВО. Чуть раньше, в 1957 году, IBM ввела в обиход язык FORTRAN («FORmula TRANslation»), применявшийся для научных вычислений и ставший теперь одним из основных источников «ошибки 2000 года».

В 1980 году руководство IBM приняло революционное решение о создании персонального компьютера. При его конструировании был применен принцип открытой архитектуры: его составные части были универсальными, что позволяло модернизировать компьютер по частям. Для уменьшения затрат на создание персонального компьютера IBM использовала разработки других фирм в качестве составных частей для своего детища, в частности, микропроцессор фирмы Intel и программное обеспечение фирмы Microsoft. Появление IBM PC в 1981 году породило лавинообразный спрос на персональные компьютеры, которые стали теперь орудием труда людей самых разных профессий. Наряду с этим возник гигантский спрос на программное обеспечение и компьютерную периферию. На этой волне возникли сотни новых фирм, занявших свои ниши компьютерного рынка.

В 2004 году в IBM насчитывалось 329.001 сотрудников в 170 странах.

Apple Computer — американская корпорация, производитель персональных компьютеров, мультимедийных программ, аудиоплейеров. Один из пионеров в области персональных компьютеров и современных многозадачных операционных систем с графическим интерфейсом.

Характерной особенностью Apple Computer является то, что она стоит особняком от широко распространенной IBM-совместимой компьютерной техники. Несмотря на более высокий уровень цен, продукция Apple Computer обладает большими потенциальными возможностями и пользуется признанием высококвалифицированных пользователей персональных компьютеров.

Компания основана Стивом Джобсом и Стивом Возняком, собравшими в середине 1970-х свой первый пeрсональный компьютер на базе процессора Motorola 6800. Продав несколько десятков таких компьютеров, молодые предприниматели получили венчурное финансирование и официально зарегистрировали фирму 3 января 1977 г.

На протяжении двух десятилетий компания выпускала свои стильные компьютеры Macintosh на базе процессоров Motorola, оснащенные фирменной операционной системой. Эта платформа не имеет клонов — на короткое время в середине 1990-х руководство приняло решение о предоставлении лицензий на производство Mac-совместимых компьютеров, но проект оказался неудачным и был свернут.

Традиционно Apple имела сильные позиции в сегментах правительственных и образовательных организаций, а также в издательском бизнесе. Раньше других разработчиков Apple ввела в широкий обиход графический интерфейс пользователя и устройство мышь.

В настоящее время помимо компьютеров Macintosh (настольные модели PowerMac, iMac и Mac mini, ноутбуки PowerBook и iBook, серверы Xserve), а также программного обеспечения для них, Apple выпускает плейеры семейства iPod, а также продает цифровые аудиозаписи через онлайновый магазин iTunes.

Улыбнёмся

Солдаты, приписанные к огромной машине ENIAC, постоянно носились вогруг нее, скрипя тележками, доверху набитыми электронными лампами. Стоило перегореть хотя бы одной лампе, как ENIAC тут же вставал, и начиналась суматоха: все спешно искали сгоревшую лампу. Одной из причин - возможно, и не слишком достоверной - столь частой замены ламп считалась такая: их тепло и свечение привлекали мотыльков, которые залетали внутрь машины и вызывали короткое замыкание. Если это правда, то термин "жучки" (bugs), под которым подразумевают ошибки в программных и аппаратных средствах компьютеров, приобретает новый смысл.