A számítógépes generáció számítástechnika fejlődésének története rövid. Történelem Ked. Korai eszközök és számláló eszközök

A számlálási folyamatot felgyorsító eszközök iránti igény már évezredekkel ezelőtt megjelent az emberekben. Akkoriban egyszerű eszközöket használtak erre, például számlálóbotokat. Később megjelent az abakusz, amit mi inkább abakuszként ismerünk. Csak a legegyszerűbb aritmetikai műveletek végrehajtását tette lehetővé. Sok minden változott azóta. Szinte minden otthonban van egy számítógép és egy okostelefon a zsebében. Mindez „Számítógépes technológia” vagy „Számítógépes technológia” általános néven kombinálható. Ebben a cikkben egy kicsit többet megtudhat fejlődésének történetéről.

1623 Wilhelm Schickard azt gondolja: „Miért nem találom fel az első adagológépet?” És ő találja ki. Alapvető aritmetikai műveletek (összeadás, szorzás, osztás és kivonás) elvégzésére alkalmas mechanikus eszközt készít, fogaskerekek és hengerek segítségével dolgozik.

1703 Gottfried Wilhelm Leibniz a kettes számrendszert írja le „Explication de l’Arithmtique Binaire” című értekezésében, amelyet oroszra fordítva „A bináris aritmetika magyarázataként” fordítanak. Az ezt használó számítógépek megvalósítása sokkal egyszerűbb, és erről maga Leibniz is tudott. Még 1679-ben készített egy bináris számítógép rajzát. De a gyakorlatban az első ilyen eszköz csak a 20. század közepén jelent meg.

1804 A lyukkártyák (lyukkártyák) először jelentek meg. Használatuk az 1970-es években is folytatódott. Vékony kartonlapok, néhol lyukakkal. Az információkat e lyukak különböző sorozatai rögzítették.

1820 Charles Xavier Thomas (igen, majdnem mint X. professzor) kiadja a Thomas Adding Machine-t, amely az első sorozatgyártású számlálókészülékként vonul be a történelembe.

1835 Charles Babbage fel akarja találni a saját analitikai motorját, és leírja azt. Kezdetben az eszköz célja logaritmikus táblázatok nagy pontosságú kiszámítása volt, de Babbage később meggondolta magát. Most egy általános célú autó volt az álma. Abban az időben egy ilyen eszköz létrehozása teljesen lehetséges volt, de a Babbage-zal való munka nehézkesnek bizonyult karaktere miatt. A nézeteltérések következtében a projektet lezárták.

1845 Israel Staffel megalkotja az első olyan eszközt, amely négyzetgyököt von ki a számokból.

1905 Percy Ludget közzétesz egy programozható mechanikus számítógép tervet.

1936 Konrad Zuse úgy dönt, hogy létrehozza saját számítógépét. Z1-nek hívja.

1941 Konrad Zuse kiadja a Z3-at, a világ első szoftvervezérelt számítógépét. Ezt követően több tucat újabb Z sorozatú készülék jelent meg.

1961 Az ANITA Mark VII, a világ első teljesen elektronikus számológépének piacra dobása.

Néhány szó a számítógépes generációkról.

1. generáció. Ezek az úgynevezett csöves számítógépek. Vákuumcsövekkel dolgoznak. Az első ilyen eszközt a 20. század közepén hozták létre.

2. generáció. Mindenki az első generációs számítógépeket használta, mígnem 1947-ben Walter Brattain és John Bardeen feltalált egy nagyon fontos dolgot - a tranzisztort. Így jelent meg a számítógépek második generációja. Sokkal kevesebb energiát fogyasztottak és termelékenyebbek voltak. Ezek az eszközök a XX. század 50-es és 60-as éveiben általánosak voltak, egészen az integrált áramkör 1958-as feltalálásáig.

3. generáció. Ezeknek a számítógépeknek a működése integrált áramkörökre épült. Minden ilyen áramkör több százmillió tranzisztort tartalmaz. A harmadik generáció létrehozása azonban nem akadályozta meg a második generációs számítógépek gyártását.

4. generáció. 1969-ben Ted Hoff azzal az ötlettel állt elő, hogy sok integrált áramkört egyetlen kis eszközzel cseréljen le. Később mikroáramkörnek hívták. Ennek köszönhetően lehetővé vált nagyon kicsi mikroszámítógépek létrehozása. Az első ilyen eszközt az Intel adta ki. A 80-as években pedig a mikroprocesszorok és a mikroszámítógépek bizonyultak a leggyakoribbnak. Még most is használjuk őket.

Ez volt a számítástechnika és a számítástechnika fejlődésének rövid története. Remélem sikerült felkelteni az érdeklődésedet. Viszontlátásra!

Amint az ember felfedezte a „mennyiség” fogalmát, azonnal elkezdett olyan eszközöket választani, amelyek optimalizálják és megkönnyítik a számlálást. Napjainkban a matematikai számítások elvein alapuló szupererős számítógépek feldolgozzák, tárolják és továbbítják az információkat - az emberi haladás legfontosabb erőforrását és motorját. Nem nehéz képet alkotni arról, hogyan zajlott a számítástechnika fejlődése, ha röviden áttekintjük ennek a folyamatnak a főbb szakaszait.

A számítástechnika fejlődésének főbb állomásai

A legnépszerűbb osztályozás azt javasolja, hogy kronológiai alapon kiemeljük a számítástechnika fejlődésének fő szakaszait:

• Kézi fokozat. Az emberiség korszakának hajnalán kezdődött, és egészen a 17. század közepéig tartott. Ebben az időszakban alakultak ki a számolás alapjai. Később a helyzetszámrendszerek kialakulásával megjelentek olyan eszközök (abakusz, abakusz, később egy csúszdaszabály), amelyek lehetővé tették a számjegyekkel történő számításokat.
• Mechanikai szakasz. A 17. század közepén kezdődött és csaknem a 19. század végéig tartott. A tudomány fejlettségi szintje ebben az időszakban lehetővé tette olyan mechanikus eszközök létrehozását, amelyek alapvető aritmetikai műveleteket hajtanak végre, és automatikusan emlékeznek a legmagasabb számjegyekre.
• Az elektromechanikus szakasz a legrövidebb mindazok közül, amelyek a számítástechnika fejlődésének történetét egyesítik. Csak körülbelül 60 évig tartott. Ez az első tabulátor 1887-es feltalálása és 1946 közötti időszak, amikor is megjelent a legelső számítógép (ENIAC). Az új gépek, amelyek működése elektromos hajtáson és elektromos relén alapult, sokkal nagyobb sebességgel és pontossággal tették lehetővé a számítások elvégzését, de a számlálási folyamatot továbbra is embernek kellett irányítania.
• Az elektronikus színpad a múlt század második felében kezdődött és ma is tart. Ez az elektronikus számítógépek hat generációjának története - a legelső óriási egységektől, amelyek vákuumcsövekre épültek, az ultraerős, modern szuperszámítógépekig, amelyek rengeteg párhuzamosan működő processzorral rendelkeznek, amelyek képesek egyidejűleg számos parancs végrehajtására.

A számítástechnika fejlődési szakaszait kronológiai elv szerint meglehetősen önkényesen osztják fel. Abban az időben, amikor egyes számítógéptípusok használatban voltak, aktívan megteremtődtek az előfeltételek a következők megjelenéséhez.

A legelső számlálókészülékek

A számítástechnika fejlődésének történetében ismert legkorábbi számlálóeszköz az emberi kéz tíz ujja. A számlálási eredményeket kezdetben ujjakkal, fán és kövön lévő bevágásokkal, speciális pálcákkal és csomókkal rögzítették.

Az írás megjelenésével a számok írásának különféle módjai jelentek meg és fejlődtek ki, és feltalálták a helyzeti számrendszereket (Indiában decimális, Babilonban hatszázalékos).

Az ie 4. század körül az ókori görögök abakusz segítségével kezdtek számolni. Kezdetben egy lapos agyagtábla volt, amelyre éles tárggyal csíkokat hordtak fel. A számlálást úgy végezték, hogy ezekre a csíkokra kis köveket vagy más apró tárgyakat helyeztek meghatározott sorrendben.

Kínában a Krisztus utáni 4. században megjelent egy hétágú abakusz - suanpan (suanpan). Drótokat vagy köteleket – kilenc vagy több – egy négyszögletes fakeretre feszítették ki. Egy másik, a többire merőlegesen kifeszített drót (kötél) a suanpant két egyenlőtlen részre osztotta. A nagyobb, „föld”-nek nevezett rekeszben öt csont volt felfűzve drótokra, a kisebbik, „ég”-nek nevezett rekeszben pedig kettő volt. Mindegyik vezeték egy tizedesjegynek felelt meg.

A hagyományos soroban abakusz a 16. század óta vált népszerűvé Japánban, Kínából érkezett oda. Ugyanakkor Oroszországban megjelent az abakusz.

A 17. században a skót matematikus, John Napier által felfedezett logaritmusok alapján az angol Edmond Gunter feltalálta a csúsztatási szabályt. Ezt az eszközt folyamatosan fejlesztették, és a mai napig fennmaradt. Lehetővé teszi számok szorzását és osztását, hatványok emelését, logaritmusok és trigonometrikus függvények meghatározását.

A csúszdaszabály olyan eszközzé vált, amely befejezte a számítástechnika fejlesztését a manuális (előmechanikai) szakaszban.

Az első mechanikus számolóeszközök

1623-ban Wilhelm Schickard német tudós megalkotta az első mechanikus "számítógépet", amelyet számláló órának nevezett. Ennek az eszköznek a mechanizmusa egy közönséges órához hasonlított, amely fogaskerekekből és lánckerekekből állt. Ez a találmány azonban csak a múlt század közepén vált ismertté.

A számítástechnika területén óriási ugrást jelentett a Pascalina összeadógép feltalálása 1642-ben. Megalkotója, Blaise Pascal francia matematikus még 20 éves korában kezdett el dolgozni ezen az eszközön. A "Pascalina" egy doboz formájú mechanikus eszköz volt, számos összekapcsolt fogaskerékkel. A hozzáadandó számokat speciális kerekek forgatásával írták be a gépbe.

1673-ban Gottfried von Leibniz szász matematikus és filozófus feltalált egy gépet, amely elvégezte a négy alapvető matematikai műveletet, és ki tudta húzni a négyzetgyököt. Működésének elve a tudós által speciálisan feltalált kettes számrendszeren alapult.

1818-ban a francia Charles (Karl) Xavier Thomas de Colmar Leibniz elképzeléseit alapul véve feltalált egy összeadási gépet, amely képes szorozni és osztani. Két évvel később pedig az angol Charles Babbage elkezdett építeni egy olyan gépet, amely képes lenne 20 tizedesjegy pontossággal számításokat végezni. Ez a projekt befejezetlen maradt, de 1830-ban szerzője kifejlesztett egy másikat - egy elemző motort a pontos tudományos és műszaki számítások elvégzésére. A gépet szoftverrel kellett volna vezérelni, az információk bevitelére és kiadására pedig különböző helyen lévő lyukakat tartalmazó perforált kártyákat kellett volna használni. Babbage projektje előrevetítette az elektronikus számítástechnika fejlődését és a segítségével megoldható problémákat.

Figyelemre méltó, hogy a világ első programozójának hírneve egy nőé - Lady Ada Lovelace-é (született Byron). Ő volt az, aki megalkotta az első programokat Babbage számítógépéhez. Az egyik számítógépes nyelvet később róla nevezték el.

Az első számítógépes analógok fejlesztése

1887-ben a számítástechnika fejlődésének története új szakaszba lépett. Herman Hollerith (Hollerith) amerikai mérnöknek sikerült megterveznie az első elektromechanikus számítógépet - a tabulátort. Mechanizmusa volt relé, valamint számlálók és speciális válogatódoboz. A készülék beolvassa és rendezte a lyukkártyákon készült statisztikai rekordokat. Ezt követően a Hollerith által alapított cég a világhírű IBM számítógép-óriás gerincévé vált.

1930-ban az amerikai Vannovar Bush megalkotott egy differenciálelemzőt. Elektromos árammal működött, az adatok tárolására vákuumcsöveket használtak. Ez a gép képes volt gyorsan megoldást találni összetett matematikai problémákra.

Hat évvel később Alan Turing angol tudós kidolgozta a gép koncepcióját, amely a modern számítógépek elméleti alapja lett. A modern számítástechnika összes fő tulajdonságával rendelkezett: lépésről lépésre képes volt végrehajtani a belső memóriába programozott műveleteket.

Egy évvel ezután George Stibitz amerikai tudós feltalálta az ország első olyan elektromechanikus eszközét, amely képes bináris összeadás végrehajtására. Műveletei a Boole-algebrán – George Boole által a 19. század közepén megalkotott matematikai logikán – alapultak: az AND, OR és NOT logikai operátorok használata. Később a bináris összeadó a digitális számítógép szerves részévé válik.

1938-ban Claude Shannon, a Massachusettsi Egyetem munkatársa felvázolta egy olyan számítógép logikai tervezésének alapelveit, amely elektromos áramköröket használ a Boole-algebrai problémák megoldására.

A számítógépes korszak kezdete

A második világháborúban részt vevő országok kormányai tisztában voltak a számítástechnika stratégiai szerepével a katonai műveletek végrehajtásában. Ez volt a lendület a számítógépek első generációjának kifejlesztéséhez és párhuzamos megjelenéséhez ezekben az országokban.

A számítástechnika területén úttörő Konrad Zuse német mérnök volt. 1941-ben megalkotta az első program által vezérelt számítógépet. A Z3 névre keresztelt gépet telefonrelékre építették, a hozzá való programokat perforált szalagra kódolták. Ez az eszköz képes volt bináris rendszerben működni, valamint lebegőpontos számokkal is működni.

A Zuse gépének következő modellje, a Z4 hivatalosan is az első valóban működő programozható számítógép. Úgy vonult be a történelembe, mint az első magas szintű programozási nyelv, a Plankalküll megalkotója.

1942-ben John Atanasoff (Atanasoff) és Clifford Berry amerikai kutatók olyan számítástechnikai eszközt készítettek, amely vákuumcsöveken működött. A gép bináris kódot is használt, és számos logikai műveletet tudott végrehajtani.

1943-ban egy angol kormánylaboratóriumban, a titkos légkörben megépült az első számítógép, a „Colossus”. Elektromechanikus relék helyett 2 ezer elektronikus csövet használt információ tárolására és feldolgozására. Célja volt a Wehrmacht által széles körben használt német Enigma titkosítógép által továbbított titkos üzenetek kódjának feltörése és visszafejtése. Ennek az eszköznek a létezését hosszú ideig a legszigorúbb bizalmasan kezelték. A háború befejezése után a megsemmisítésére vonatkozó parancsot Winston Churchill személyesen írta alá.

Építészet fejlesztés

1945-ben John (Janos Lajos) von Neumann magyar-német amerikai matematikus megalkotta a modern számítógépek architektúrájának prototípusát. Azt javasolta, hogy írjanak be egy programot kód formájában közvetlenül a gép memóriájába, ami a programok és adatok közös tárolását jelenti a számítógép memóriájában.

Von Neumann architektúrája képezte az alapját az első univerzális elektronikus számítógépnek, az ENIAC-nak, amelyet akkoriban hoztak létre az Egyesült Államokban. Ez az óriás körülbelül 30 tonnát nyomott és 170 négyzetméteres területen helyezkedett el. 18 ezer lámpát használtak a gép működéséhez. Ez a számítógép 300 szorzási műveletet vagy 5 ezer összeadást tud végrehajtani egy másodperc alatt.

Európa első univerzális programozható számítógépét 1950-ben hozták létre a Szovjetunióban (Ukrajna). Szergej Alekszejevics Lebegyev vezette kijevi tudósok egy kisméretű elektronikus számológépet (MESM) tervezett. Sebessége 50 művelet volt másodpercenként, körülbelül 6 ezer vákuumcsövet tartalmazott.

1952-ben a hazai számítástechnika a szintén Lebegyev vezetésével kifejlesztett nagyméretű elektronikus számológéppel, a BESM-mel bővült. Ez a másodpercenként akár 10 ezer műveletet is végrehajtó számítógép volt akkoriban a leggyorsabb Európában. Az információk lyukasztott papírszalaggal kerültek a gép memóriájába, az adatok pedig fotónyomtatással kerültek kiadásra.

Ugyanebben az időszakban a Szovjetunióban egy sor nagy számítógépet gyártottak „Strela” általános néven (a fejlesztés szerzője Jurij Jakovlevics Bazilevszkij volt). 1954 óta az "Ural" univerzális számítógép sorozatgyártása Penzában kezdődött Bashir Rameev vezetésével. A legújabb modellek hardver- és szoftverkompatibilisek voltak egymással, perifériás eszközök széles választéka volt, lehetővé téve különféle konfigurációjú gépek összeállítását.

Tranzisztorok. Az első soros számítógépek kiadása

A lámpák azonban nagyon gyorsan meghibásodtak, ami nagyon megnehezítette a géppel való munkát. Az 1947-ben feltalált tranzisztornak sikerült megoldania ezt a problémát. A félvezetők elektromos tulajdonságait felhasználva ugyanazokat a feladatokat látta el, mint a vákuumcsövek, de sokkal kevesebb helyet foglalt el, és nem fogyasztott annyi energiát. A számítógép memóriájának rendszerezésére szolgáló ferrit magok megjelenésével együtt a tranzisztorok használata lehetővé tette a gépek méretének jelentős csökkentését, még megbízhatóbbá és gyorsabbá tételét.

1954-ben az amerikai Texas Instruments cég tranzisztorok tömeggyártásába kezdett, majd két évvel később Massachusettsben jelent meg az első tranzisztorokra épített második generációs számítógép, a TX-O.

A múlt század közepén a kormányzati szervezetek és nagyvállalatok jelentős része tudományos, pénzügyi, mérnöki számításokhoz, nagy mennyiségű adattal végzett munkához használt számítógépet. Fokozatosan a számítógépek ma már ismert funkciókra tettek szert. Ebben az időszakban megjelentek a plotterek, nyomtatók és mágneslemezeken és szalagokon tárolt adathordozók.

A számítástechnika aktív használata alkalmazási területeinek bővüléséhez vezetett, és új szoftvertechnológiák létrehozását tette szükségessé. Megjelentek a magas szintű programozási nyelvek, amelyek lehetővé teszik a programok egyik gépről a másikra történő átvitelét, és egyszerűsítik a kódírás folyamatát (Fortran, Cobol és mások). Speciális fordítóprogramok jelentek meg, amelyek ezekből a nyelvekből a gép által közvetlenül érzékelhető parancsokká konvertálják a kódot.

Az integrált áramkörök megjelenése

1958-1960-ban Robert Noyce és Jack Kilby amerikai mérnököknek köszönhetően a világ megismerte az integrált áramkörök létezését. Miniatűr tranzisztorokat és egyéb alkatrészeket, esetenként akár százat vagy ezret is, szilícium- vagy germániumkristály alapra szereltek. Az alig több mint egy centiméter méretű chipek sokkal gyorsabbak voltak, mint a tranzisztorok, és sokkal kevesebb energiát fogyasztottak. Megjelenésüket a számítástechnika fejlődésének története a számítógépek harmadik generációjának megjelenésével köti össze.

1964-ben az IBM kiadta a SYSTEM 360 család első számítógépét, amely integrált áramkörökre épült. Ettől kezdve számítható a számítógépek tömeggyártása. Ebből a számítógépből összesen több mint 20 ezer példány készült.

1972-ben a Szovjetunió kifejlesztette az EC (Unified series) számítógépet. Ezek szabványosított komplexumok voltak a számítógépes központok működtetésére, amelyek közös parancsnoki rendszerrel rendelkeztek. Az amerikai IBM 360 rendszert vették alapul.

A következő évben a DEC kiadta a PDP-8 miniszámítógépet, amely az első kereskedelmi projekt ezen a területen. A miniszámítógépek viszonylag alacsony költsége lehetővé tette a kis szervezetek számára a használatukat.

Ugyanebben az időszakban a szoftvert folyamatosan fejlesztették. A maximális számú külső eszköz támogatását célzó operációs rendszereket fejlesztettek ki, és új programok jelentek meg. 1964-ben kifejlesztették a BASIC nyelvet, amelyet kifejezetten a kezdő programozók képzésére fejlesztettek ki. Öt évvel ezt követően megjelent a Pascal, amely nagyon kényelmesnek bizonyult számos alkalmazott probléma megoldására.

Személyi számítógépek

1970 után megkezdődött a számítógépek negyedik generációjának gyártása. A számítástechnika fejlődését ebben az időben a nagyméretű integrált áramkörök bevezetése jellemzi a számítógépgyártásban. Az ilyen gépek most több ezer millió számítási műveletet tudtak végrehajtani egy másodperc alatt, és RAM-kapacitásuk 500 millió bitre nőtt. A mikroszámítógépek költségének jelentős csökkenése oda vezetett, hogy az átlagemberek számára fokozatosan elérhetővé vált a vásárlási lehetőség.

Az Apple volt az egyik első személyi számítógép-gyártó. Megalkotói, Steve Jobs és Steve Wozniak 1976-ban megtervezték az első PC-modellt, így az Apple I nevet adták neki. Mindössze 500 dollárba került. Egy évvel később bemutatták a cég következő modelljét - az Apple II.

Az akkori számítógép először hasonlított háztartási géphez: kompakt mérete mellett elegáns dizájnt és felhasználóbarát felületet kapott. A személyi számítógépek elterjedése az 1970-es évek végén oda vezetett, hogy a nagyszámítógépek iránti kereslet jelentősen visszaesett. Ez a tény komolyan aggasztotta gyártójukat, az IBM-et, és 1979-ben piacra dobta első PC-jét.

Két évvel később megjelent a cég első nyitott architektúrájú mikroszámítógépe, amely az Intel által gyártott 16 bites 8088 mikroprocesszorra épült. A számítógépet monokróm kijelzővel, két meghajtóval öt hüvelykes hajlékonylemezekhez és 64 kilobájt RAM-mal szerelték fel. Az alkotó cég megbízásából a Microsoft kifejezetten ehhez a géphez fejlesztett ki operációs rendszert. Számos IBM PC klón jelent meg a piacon, ami serkentette a személyi számítógépek ipari gyártásának növekedését.

1984-ben az Apple kifejlesztett és kiadott egy új számítógépet - a Macintosh-t. Operációs rendszere rendkívül felhasználóbarát volt: a parancsokat grafikus képek formájában jelenítette meg, és lehetővé tette azok egérrel történő bevitelét. Ezáltal a számítógép még elérhetőbbé vált, mivel most már nem volt szükség speciális ismeretekre a felhasználótól.

Egyes források a számítástechnika ötödik generációjának számítógépeit 1992-2013-ra datálják. Fõ koncepciójuk röviden a következõképpen fogalmazódik meg: rendkívül összetett mikroprocesszorok alapján készült számítógépekrõl van szó, amelyek párhuzamos vektorstruktúrával rendelkeznek, ami lehetõvé teszi több tucat, programba ágyazott, egymás után következõ parancs egyidejû végrehajtását. A több száz párhuzamosan működő processzoros gépek még pontosabb és gyorsabb adatfeldolgozást, hatékony hálózatok kialakítását teszik lehetővé.

A modern számítástechnika fejlődése már lehetővé teszi, hogy a hatodik generációs számítógépekről beszéljünk. Ezek több tízezer mikroprocesszoron futó elektronikus és optoelektronikai számítógépek, amelyekre a masszív párhuzamosság jellemző, és a neurális biológiai rendszerek architektúráját modellezik, ami lehetővé teszi az összetett képek sikeres felismerését.

A számítástechnika fejlődésének minden szakaszát következetesen megvizsgálva meg kell jegyezni egy érdekes tényt: azok a találmányok, amelyek mindegyikben jól beváltak, a mai napig fennmaradtak, és továbbra is sikeresen használják őket.

Számítástechnika órák

A számítógépek osztályozására többféle lehetőség kínálkozik.

Tehát céljuk szerint a számítógépeket felosztják:

• univerzálisak - azok, amelyek matematikai, gazdasági, mérnöki, műszaki, tudományos és egyéb problémák széles skáláját képesek megoldani;
• probléma-orientált - szűkebb irányú problémák megoldása, amely általában bizonyos folyamatok kezeléséhez kapcsolódik (adatrögzítés, kis mennyiségű információ felhalmozása és feldolgozása, számítások elvégzése egyszerű algoritmusok szerint). Korlátozottabb szoftver- és hardvererőforrásokkal rendelkeznek, mint a számítógépek első csoportja;
• speciális számítógépek általában szigorúan meghatározott feladatokat oldanak meg. Rendkívül speciális szerkezettel rendelkeznek, és viszonylag alacsony bonyolultságú eszközzel és vezérléssel meglehetősen megbízhatóak és termelékenyek a saját területén. Ilyenek például a számos eszközt vezérlő vezérlők vagy adapterek, valamint a programozható mikroprocesszorok.

A méret és a termelési kapacitás alapján a modern elektronikus számítástechnikai berendezések a következőkre oszthatók:

• ultranagyokhoz (szuperszámítógépekhez);
• nagy számítógépek;
• kis számítógépek;
• ultra-kicsi (mikroszámítógépek).

Így láttuk, hogy folyamatosan fejlődtek és fejlődtek azok az eszközök, amelyeket először az ember talált ki az erőforrások és értékek figyelembevételére, majd az összetett számítások és számítási műveletek gyors és pontos elvégzésére.

Az információs folyamatok megvalósításának technikai eszközei

A VT fejlődéstörténetének több korszaka van: mechanikus, elektromechanikus és elektronikus.

Számítások elvégzéséhez az ókori Babilonban (kb. Kr. e. 3 ezer év), majd az ókori Görögországban és az ókori Rómában (Kr. e. IV. század) az ún. golyós számológép. Az abakusztábla egy agyaglemez volt, mélyedésekkel, amelyekbe kavicsokat helyeztek. Ezt követően a mélyedéseket felfűzött csontokkal ellátott dróttal (a számlálás prototípusa) helyettesítették.

A 17. században Európában a matematikusok (V. Schiccard (1623 ᴦ.) és Blaise Pascal (1642 ᴦ.), G. Leibniz (1671 ᴦ.)) találták fel mechanikus gépek, amely képes aritmetikai műveletek automatikus végrehajtására (egy összeadó gép prototípusa).

A 19. század első harmadában az angol matematikus, C. Babbage kidolgozott egy projektet egy programozható automatikus mechanikus számítástechnikai eszközhöz, amely Babbage elemző motorjaként ismert. A projekt védnöke, Ada Augusta Lovelace grófnő volt ennek az „analitikai motornak” a programozója.

G. Hollerith 1888-ban ᴦ. létre elektromechanikus egy gép, amely egy lyukasztóból, egy lyukkártya-válogatóból és egy tabulátornak nevezett összeadógépből állt. Ezt a gépet először az USA-ban használták népszámlálási eredmények feldolgozásakor.

A mechanikus és elektromechanikus gépekben a számítások sebessége korlátozott volt, ezért az 1930-as években. fejlesztése megkezdődött elektronikus számítógépek, amelyek elemi alapja egy háromelektródás vákuumcső volt.

1946-ban ᴦ. az egyetemen ᴦ. Pennsylvania (USA) egy elektronikus számítógépet építettek UNIAK néven. A gép 30 tonnát nyomott, 200 négyzetméter területet foglalt el, és 18 000 lámpát tartalmazott. A programozás kapcsolók beépítésével és csatlakozók bekötésével történt. Ennek eredményeként a legegyszerűbb program létrehozása és végrehajtása is nagyon sokáig tartott. Az UNIAK programozási nehézségei arra késztették John von Neumannt, aki a projekt tanácsadója volt, hogy új elveket dolgozzon ki a számítógépes architektúra felépítéséhez.

A Szovjetunióban az első számítógépet 1948-ban hozták létre.

A számítógép-fejlesztés történetét általában nemzedékenként veszik figyelembe.

Első generáció(1946-1960) - ϶ᴛᴏ a Neumann típusú, 10-20 ezer op/s sebességű vákuumcsövekre épített gépek architektúrájának kialakulásának ideje. Az első generációs számítógépek terjedelmesek és megbízhatatlanok voltak. a szoftvereszközöket gépi nyelvek képviselték.

1950-ben ᴦ. A Szovjetunióban üzembe helyezték a MESM-et (kis elektronikus számológép), majd két évvel később megjelent egy nagy elektronikus számológép (10 ezer op/s).

Második generáció(1960 – 1964) - tranzisztorokra épített gépek, amelyek sebessége akár több százezer művelet másodpercenként. Mágneses dobokat használtak a külső memória rendszerezésére, a mágneses magokat pedig a fő memóriára. Ugyanakkor magas szintű algoritmikus nyelveket fejlesztettek ki, mint például az Algol, Cobol, Fortran, amelyek lehetővé tették a programok összeállítását a gép típusának figyelembevétele nélkül. Az első számítógép a második generáció jellegzetes tulajdonságaival az IBM 704 volt.

Harmadik generáció(1964 – 1970) jellemzi, hogy tranzisztorok helyett integrált áramköröket (IC) és félvezető memóriát kezdtek alkalmazni.

A jellemzőit tekintve a harmadik generációba tartozó gépek többsége az IBM által a hatvanas évek közepén kiadott „System/360” gépek (az ES számítógép analógja) sorozatába (családjába) tartozott. A sorozat gépei egyetlen architektúrával rendelkeztek, és szoftverkompatibilisek voltak.

Ekkor jelent meg a Szovjetunióban az első szuperszámítógép, a BESM 6, amelynek termelékenysége 1 millió op/s volt.

Negyedik generáció(1970 – 1980) - nagy integrált áramkörökre (LSI) épített ϶ᴛᴏ gépek. Az ilyen áramkörök chipenként akár több tízezer elemet is tartalmazhatnak. Az e generációhoz tartozó számítógépek másodpercenként tíz- és százmillió műveletet hajtanak végre.

1971-ben. Megjelent a világ első négy bites Intel 4004 mikroprocesszora, amely egy chipen 2300 tranzisztort tartalmaz, majd egy évvel később a nyolc bites Intel 8008 processzor. A mikroprocesszorok létrehozása szolgált a személyi számítógép (PC) fejlesztésének alapjául. , ᴛ.ᴇ. olyan eszköz, amely ugyanazokat a funkciókat látja el, mint egy nagy számítógép, de egy felhasználó általi használatra tervezték.

1973 ᴦ. A Xerox megalkotta a személyi számítógép első prototípusát.

1974 ᴦ. Megjelent az első kereskedelmi forgalomba kerülő Altair-8800 személyi számítógép, amelyhez 1975 végén ᴦ. Paul Allen és Bill Gates tolmácsot írt a BASIC nyelvhez.

1981 augusztusában ᴦ. Az IBM kiadta az IBM PC-t. Fő mikroprocesszorként az akkor új, 16 bites Intel 8088 mikroprocesszort használták. A PC a nyílt architektúra elvei szerint épült. A felhasználók önállóan frissíthették számítógépeiket, és különféle gyártók további eszközeivel látták el őket. Egy-két év elteltével az IBM PC vezető pozícióba került a piacon, kiszorítva a 8 bites számítógépmodelleket.

Ma már sokféle számítógép létezik, amelyeket elembázisuk, működési elvük, költségük, méretük, teljesítményük, rendeltetésük és felhasználási területük szerint osztályoznak.

SzuperszámítógépÉs nagyszámítógépek(nagyszámítógépek) - összetett tudományos számításokhoz vagy nagyméretű információáramlás feldolgozásához használják nagyvállalatoknál. A Οʜᴎ rendszerint a vállalati számítógépes hálózatok fő számítógépei.

Mini- És mikro számítógép nagy- és középvállalkozások irányítórendszereinek létrehozására használják.

Személyi számítógépek a végfelhasználónak szánták. A PC-ket viszont asztali (asztali), hordozható (notebook) és zsebes (tenyérgép) modellekre osztják.

A számítástechnika fejlődéstörténete - fogalma és típusai. A "Számítástechnika fejlődésének története" kategória besorolása és jellemzői 2017, 2018.

A számítástechnika létrejöttének és fejlődésének története

A számítástechnikában az elektronikus számítógépek fejlődésének sajátos periodizációja van. A számítógépet a benne használt fő elemek típusától vagy gyártási technológiájától függően egy vagy másik generációba sorolják. Nyilvánvaló, hogy a nemzedékek időbeli határai nagyon elmosódnak, hiszen ugyanabban az időben gyártottak ténylegesen különféle típusú számítógépeket; Egy egyedi gép esetében az a kérdés, hogy egyik vagy másik generációhoz tartozik-e, egészen egyszerűen megoldódik.

Már az ókori kultúrák idejében is meg kellett oldani a kereskedelmi számításokkal, az időszámítással, a földterület meghatározásával stb. kapcsolatos problémákat. E számítások mennyiségének növekedése még azt is eredményezte, hogy speciálisan képzett embereket hívtak meg. egyik országból a másikba, jól jártas az aritmetikai számolási technikákban. Ezért előbb-utóbb olyan eszközöknek kellett megjelenniük, amelyek megkönnyítik a mindennapi számításokat. Így az ókori Görögországban és az ókori Rómában abakusznak nevezett számlálóeszközöket hoztak létre. Az abakuszt római abakusznak is nevezik. Ezek az abakuszok csontból, kőből vagy bronzból készültek, csíkoknak nevezett barázdákkal. A mélyedésekben dominók voltak, a számlálás pedig a dominók mozgatásával történt.

Az ókori kelet országaiban kínai abakuszok voltak. Ezekben az abakuszok minden szálában vagy huzaljában öt-két dominó volt. A számolás egyesével és ötösével történt. Oroszországban a 16. században megjelent orosz abakuszt használták számtani számításokhoz, de helyenként ma is megtalálható abakusz.

A számlálóeszközök fejlődése lépést tartott a matematika vívmányaival. Nem sokkal a logaritmusok 1623-as felfedezése után a diaszabályt Edmond Gunther angol matematikus találta fel. A csúszdaszabályt hosszú életre szánták: a 17. századtól napjainkig.

Azonban sem az abakusz, sem az abakusz, sem a csúszásszabály nem jelenti a számítási folyamat gépesítését. A 17. században a kiváló francia tudós, Blaise Pascal feltalált egy alapvetően új számolóeszközt - egy aritmetikai gépet. B. Pascal munkásságát arra a jól ismert ötletre alapozta, hogy fém fogaskerekekkel végezzen számításokat. 1645-ben megépítette az első összeadógépet, 1675-ben pedig Pascalnak sikerült egy igazi gépet létrehoznia, amely mind a négy aritmetikai műveletet elvégezte. 1660-1680-ban Pascallal szinte egyidőben. A számológépet a nagy német matematikus, Gottfried Leibniz tervezte.

Pascal és Leibniz számológépei lettek az összeadó gép prototípusa. Az első, négy aritmetikai műveletre alkalmas aritmométert, amely számtani alkalmazásra talált, csak száz évvel később, 1790-ben építette meg a német Hahn órásmester. Ezt követően Anglia, Franciaország, Olaszország, Oroszország és Svájc számos szerelője továbbfejlesztette az adagológép készülékét. Az aritmométereket összetett számítások elvégzésére használták a hajók tervezése és építése során. Hidak, épületek, pénzügyi tranzakciók során. De a gépek összeadásának termelékenysége alacsony maradt, a számítások automatizálása akkoriban sürgető követelmény volt.

1833-ban Charles Babage angol tudós, aki részt vett a navigációs táblázatok összeállításában, kidolgozott egy „analitikai motor” projektet. Tervei szerint ebből a gépből egy óriási, programvezérelt hozzáadógép lett volna. Babage gépe számtani és tárolóeszközöket is tartalmazott. Gépe a jövő számítógépeinek prototípusa lett. De távolról sem tökéletes összetevőket használt, például fogaskerekeket használt, hogy megjegyezze a decimális számjegyeket. Babidge a technológia elégtelen fejlettsége miatt nem tudta megvalósítani projektjét, és az „analitikai motor” egy időre feledésbe merült.

Csak 100 évvel később Babidge gépe felkeltette a mérnökök figyelmét. A 20. század 30-as éveinek végén Konrad Zuse német mérnök kifejlesztette az első bináris digitális gépet, a Z1-et. Széles körben alkalmazta az elektromechanikus reléket, vagyis az elektromos árammal működtetett mechanikus kapcsolókat. 1941-ben K. Wujie megalkotta a Z3-as gépet, amelyet teljesen szoftver vezérelt.

1944-ben az amerikai Howard Aiken az egyik IBM vállalatnál megépítette a Mark 1-et, az akkori időkre való nagy teljesítményű gépet. Ez a gép mechanikus elemeket - számláló kerekeket - használt a számok ábrázolására, a vezérléshez elektromechanikus reléket használtak.

Számítógépes generációk

Kényelmes leírni a számítógépek fejlődésének történetét a számítógép-generációk ötletével. A számítógépek minden generációját tervezési jellemzők és képességek jellemzik. Térjünk át az egyes generációk leírására, de emlékeznünk kell arra, hogy a számítógépek generációkra osztása feltételes, mivel különböző szintű gépeket gyártottak egyszerre.

Első generáció

Éles ugrás történt a számítástechnika fejlődésében a 40-es években, a második világháború után, és ez a minőségileg új elektronikus eszközök - az elektronvákuumcsövek megjelenésével függött össze, amelyek sokkal gyorsabban működtek, mint az elektromechanikus reléken alapuló áramkörök és a relé. a gépeket gyorsan felváltották a termelékenyebbek és megbízhatóbb elektronikus számítógépek (számítógépek). A számítógépek használata jelentősen kibővítette a megoldandó problémák körét. Olyan problémák váltak elérhetővé, amelyek korábban egyszerűen nem merültek fel: mérnöki szerkezetek számításai, bolygómozgás számítások, ballisztikai számítások stb.

Az első számítógépet 1943-1946 között hozták létre. az USA-ban, és az ENIAC nevet kapta. Ez a gép körülbelül 18 ezer vákuumcsövet, sok elektromechanikus relét tartalmazott, és havonta körülbelül 2 ezer cső hibásodott meg. Az ENIAC gép vezérlőközpontjának, valamint más korai számítógépeknek komoly hátránya volt - a végrehajtható programot nem a gép memóriájában tárolták, hanem komplex módon, külső jumperekkel halmozták fel.

1945-ben a híres matematikus és fizikus-teoretikus, von Neumann megfogalmazta az univerzális számítástechnikai eszközök általános működési elveit. Neumann szerint a számítógépet egy programnak kellett volna vezérelnie, amely parancsokat szekvenciálisan hajt végre, és magát a programot a gép memóriájában kellett volna tárolni. Az első tárolt programmal rendelkező számítógépet 1949-ben építették Angliában.

1951-ben a MESM-et a Szovjetunióban hozták létre, ezt a munkát Kijevben, az Elektrodinamikai Intézetben végezték a számítástechnika legnagyobb tervezője, S. A. Lebedev vezetésével.

A számítógépeket folyamatosan fejlesztették, aminek köszönhetően az 50-es évek közepére teljesítményük másodpercenként több százról több tízezer műveletre nőtt. Az elektroncső azonban továbbra is a számítógép legmegbízhatóbb eleme maradt. A lámpák használata lassítani kezdte a számítástechnika további fejlődését.

Ezt követően félvezető eszközök váltották fel a lámpákat, és ezzel befejeződött a számítógépes fejlesztés első szakasza. Az ebben a szakaszban lévő számítógépeket általában első generációs számítógépeknek nevezik

Valójában az első generációs számítógépek nagy számítógéptermekben helyezkedtek el, sok áramot fogyasztottak, és nagy teljesítményű ventilátorokkal kellett hűteni. Ezekre a számítógépekre gépi kódban kellett programokat írni, és ezt csak a számítógép szerkezetének részleteit ismerő szakemberek tudták megtenni.

Második generáció

A számítógép-fejlesztők mindig is követték az elektronikus technológia fejlődését. Amikor az 50-es évek közepén a félvezető eszközök felváltották a vákuumcsöveket, megkezdődött a számítógépek átalakítása félvezetővé.

A félvezető eszközök (tranzisztorok, diódák) egyrészt sokkal kompaktabbak voltak, mint csöves elődeik. Másodszor, lényegesen hosszabb volt az élettartamuk. Harmadszor, a félvezető számítógépek energiafogyasztása lényegesen alacsonyabb volt. A digitális elemek félvezető eszközökön történő bevezetésével megkezdődött a második generációs számítógépek létrehozása.

A fejlettebb elembázis használatának köszönhetően viszonylag kisméretű számítógépeket kezdtek létrehozni, és megtörtént a számítógépek természetes felosztása nagyra, közepesre és kicsire.

A Szovjetunióban a „Hrazdan” és „Nairi” kis számítógép-sorozatot fejlesztették ki és széles körben használták. Az 1965-ben az Ukrán SSR Tudományos Akadémia Kibernetikai Intézetében kifejlesztett Mir gép felépítésében egyedülálló volt. Olyan mérnöki számításokhoz készült, amelyeket a felhasználó maga végzett számítógépen, kezelő segítsége nélkül.

A közepes számítógépek közé tartoztak az Ural, M-20 és Minsk sorozatú hazai gépek. De ennek a generációnak a hazai gépei között a rekord és a világ egyik legjobbja a BESM-6 („nagy elektronikus számológép”, 6-os modell) volt, amelyet S. A. Lebedev akadémikus csapata hozott létre. A BESM-6 teljesítménye két-három nagyságrenddel volt nagyobb, mint a kis- és közepes méretű számítógépeké, és több mint 1 millió műveletet tett ki másodpercenként. Külföldön a legelterjedtebb második generációs gépek az Elliot (Anglia), a Siemens (Németország) és a Stretch (USA) voltak.

Harmadik generáció

A számítógép-generációk következő változása a 60-as évek végén következett be, amikor a számítógépes eszközökben lévő félvezető eszközöket integrált áramkörökre cserélték. Az integrált áramkör (mikroáramkör) egy kis szilíciumkristály lapka, amelyre több száz és ezer elem kerül: diódák, tranzisztorok, kondenzátorok, ellenállások stb.

Az integrált áramkörök alkalmazása lehetővé tette az elektronikus elemek számának növelését a számítógépben anélkül, hogy azok tényleges méretei növekednének. A számítógép sebessége másodpercenként 10 millió műveletre nőtt. Ezenkívül lehetővé vált a hétköznapi felhasználók számára, hogy számítógépes programokat állítsanak össze, és nem csak a szakemberek - elektronikai mérnökök számára.

A harmadik generációban nagyszámú számítógép-sorozat jelent meg, amelyek teljesítményükben és céljukban különböztek. Ez az USA-ban kifejlesztett nagy és közepes méretű IBM360/370 gépek családja. A Szovjetunióban és a KGST országaiban hasonló gépsorozatokat hoztak létre: ES Computers (Unified System of Computers, nagy és közepes méretű gépek), SM Computers (System of Small Computers) és „Electronics” (mikroszámítógépes rendszer). ).

A legelső számítástechnikai eszközök az emberi ujjak voltak. Amikor ez a gyógyszer nem volt elég, kavicsokat, rudakat és kagylókat használtak. Ha egy ilyen halmazt tízesre, majd százasra adtunk, az ember megtanult számolni és a számok mérésére szolgáló eszközöket használni. A kavicsokkal és kagylókkal kezdődött a számítástechnika fejlődésének története. Különböző oszlopokba (rangsorokba) rendezve és a szükséges számú kavics hozzáadásával vagy eltávolításával nagy számokat lehetett összeadni és kivonni. Ismételt összeadással még egy olyan összetett művelet is elvégezhető volt, mint a szorzás.

Ezután kezdődik az eszközök fejlődésének története. A számítás első eszköze az oroszországi abakusz volt. Ezekben a számokat csontokkal ellátott vízszintes vezetők segítségével tízekre osztották. A kereskedők, tisztviselők, hivatalnokok és vezetők nélkülözhetetlen segítőivé váltak. Ezek az emberek egyszerűen mesterien tudták az abakuszt használni. Ezt követően egy ilyen szükséges eszköz behatolt Európába.

A számítástechnika fejlődéstörténete által ismert legelső mechanikus számolási eszköz a számológép volt, amelyet a kiváló francia tudós, Blaise Pascal épített 1642-ben. Mechanikus "számítógépe" olyan műveleteket tudott végrehajtani, mint az összeadás és a kivonás. Ezt az autót „Pascalina”-nak hívták, és egy egész komplexumból állt, amelyben a 0-tól 9-ig tartó kerekeket függőlegesen szerelték fel. A kerekek száma meghatározta a számítógép számjegyeinek számát. Ha öt kereket szerelnének fel rá, akkor már hatalmas számmal, akár 99999-ig tudna műveleteket végezni.

Aztán 1673-ban Leibniz német matematikus megalkotott egy olyan eszközt, amely nemcsak kivonni és összeadni, hanem osztani és szorozni is tudott. Ezzel szemben a kerekek fogaskerekek voltak, és kilenc különböző foghosszúságuk volt, ami olyan hihetetlenül „bonyolult” műveleteket biztosított, mint a szorzás és az osztás. a technológia sok nevet ismer, de egy nevet még a nem szakemberek is ismernek. Ez egy angol matematikus. Méltán nevezik az összes modern számítástechnika atyjának. Ő volt az, aki kitalálta, hogy egy számítógéphez olyan eszközre van szükség, amely számokat tárol. Sőt, ennek az eszköznek nem csak számokat kell tárolnia, hanem parancsokat is kell adnia a számítógépnek, hogy mit tegyen ezekkel a számokkal.

Babbage ötlete képezte az alapját minden modern számítógép tervezésének és fejlesztésének. Egy ilyen blokk egy számítástechnikai processzorban. A tudós azonban nem hagyott rajzot vagy leírást az általa feltalált gépről. Ezt tette egyik tanítványa cikkében, amelyet franciául írt. A cikket Ada Augusta Lovelace grófnő, a híres költő, George Byron lánya olvasta, aki lefordította angolra, és saját programokat fejlesztett ehhez a géphez. Neki köszönhetően a számítástechnika fejlődésének története megkapta az egyik legfejlettebb programozási nyelvet - az ADA-t.

A 20. század új lendületet adott az elektromossághoz kapcsolódó számítástechnika fejlődésének. Feltaláltak egy elektronikus eszközt, amely elektromos jeleket tárol - egy csöves kioldót. A segítségével létrejött első számítógépek több ezerszer gyorsabban tudtak számolni, mint a legfejlettebb mechanikus számológépek, de így is igen terjedelmesek voltak. Az első számítógépek körülbelül 30 tonnát nyomtak, és egy több mint 100 négyzetméteres helyiséget foglaltak el. méter. A további fejlesztést egy rendkívül fontos találmány - a tranzisztor - megjelenésével sikerült elérni. Nos, a modern számítástechnika elképzelhetetlen mikroprocesszor – egy 1971 júniusában kifejlesztett összetett integrált áramkör – nélkül. Ez a számítástechnika fejlődésének rövid története. A tudomány és a technika modern vívmányai soha nem látott magasságokba emelték a modern számítógépek színvonalát.