Számítástechnika fejlesztése. A számítástechnika fejlődésének története. Számítógépek generációi (számítógépek). Új ismeretek frissítése

Az első eszköz, amelyet a számolás megkönnyítésére terveztek, az abakusz volt. Az abakusz dominó segítségével összeadás-kivonás műveleteket, egyszerű szorzásokat lehetett végezni.

1642 – Blaise Pascal francia matematikus megtervezi az első mechanikus összeadógépet, a Pascalinát, amely mechanikusan is képes volt számok összeadására.

1673 – Gottfried Wilhelm Leibniz olyan összeadógépet tervezett, amely képes mechanikusan végrehajtani a négy aritmetikai műveletet.

19. század első fele - Charles Babbage angol matematikus egy univerzális számítástechnikai eszközt, azaz számítógépet próbált építeni. Babbage analitikai motornak nevezte. Meghatározta, hogy a számítógépnek tartalmaznia kell memóriát, és egy programnak kell vezérelnie. Babbage szerint a számítógép egy mechanikus eszköz, amelyhez a programokat lyukkártyákkal állítják be - vastag papírból készült kártyákat, amelyeken lyukakkal nyomtatták az információkat (akkor már széles körben használták a szövőszékekben).

1941 – Konrad Zuse német mérnök több elektromechanikus relén alapuló kis számítógépet épített.

1943 - az Egyesült Államokban, az egyik IBM vállalatnál Howard Aiken megalkotta a „Mark-1” nevű számítógépet. Lehetővé tette a számítások százszor gyorsabb elvégzését, mint kézzel (összeadógép segítségével), és katonai számításokhoz használták. Elektromos jelek és mechanikus hajtások kombinációját használta. A "Mark-1" méretei: 15 * 2-5 m, és 750 000 alkatrészt tartalmazott. A gép két 32 bites szám szorzására volt képes 4 másodperc alatt.

1943 - az Egyesült Államokban John Mauchly és Prosper Eckert vezette szakembercsoport elkezdte az ENIAC vákuumcsövekre épülő számítógépét.

1945 – John von Neumann matematikust bevonták az ENIAC-ra, és jelentést készített erről a számítógépről. Von Neumann jelentésében megfogalmazta a számítógépek, azaz az univerzális számítástechnikai eszközök működésének általános elveit. A mai napig a számítógépek túlnyomó többsége a Neumann János által lefektetett elvek szerint készül.

1947 – Eckert és Mauchly megkezdi az első UNIVAC (Universal Automatic Computer) elektronikus soros gép fejlesztését. A gép első modellje (UNIVAC-1) az Egyesült Államok Népszámlálási Hivatala számára készült és 1951 tavaszán került üzembe. Az ENIAC és EDVAC számítógépek alapján készült az UNIVAC-1 szinkron, szekvenciális számítógép. 2,25 MHz órajelen működött, és körülbelül 5000 vákuumcsövet tartalmazott. Az 1000 db 12 bites decimális szám belső tárolókapacitása 100 higanyos késleltetési vonalon valósult meg.

1949 – Mornes Wilkes angol kutató megépítette az első számítógépet, amely Neumann elveit testesítette meg.

1951 – J. Forrester cikket publikált a mágneses magok digitális információ tárolására való felhasználásáról A Whirlwind-1 gép volt az első, amely mágneses mag memóriát használt. 2 kockából állt, 32-32-17 maggal, amelyek 2048 szó tárolását biztosították 16 bites bináris számokhoz egy paritásbittel.

1952 – Az IBM kiadta első ipari elektronikus számítógépét, az IBM 701-et, amely egy szinkron párhuzamos számítógép volt, amely 4000 vákuumcsövet és 12000 diódát tartalmazott. Az IBM 704 gép továbbfejlesztett változata nagy sebességgel tűnt ki, indexregisztereket használt, és lebegőpontos formában ábrázolta az adatokat.

Az IBM 704-es számítógép után megjelent az IBM 709, ami építészetileg közel állt a második és harmadik generáció gépeihez. Ebben a gépben először alkalmaztak indirekt címzést, és először jelentek meg bemeneti-kimeneti csatornák.

1952 – A Remington Rand kiadta az UNIVAC-t 103 számítógépet, amely elsőként használt szoftveres megszakításokat. A Remington Rand alkalmazottai az írási algoritmusok algebrai formáját használták, amelyet „Short Code”-nak neveztek (az első interpretátort 1949-ben hozta létre John Mauchly).

1956 – Az IBM kifejlesztette a légpárnán lebegő mágneses fejeket. Találmányuk lehetővé tette egy új típusú memória - a lemeztároló eszközök (SD) létrehozását, amelyek fontosságát a számítástechnika fejlődésének következő évtizedeiben teljes mértékben felértékelték. Az első lemezes tárolóeszközök az IBM 305 és RAMAC gépekben jelentek meg. Utóbbi 50 db mágneses bevonatú fémkorongból álló csomagot tartalmazott, amelyek 12 000 fordulat/perc sebességgel forogtak. /perc. A lemez felülete 100 sávot tartalmazott az adatok rögzítésére, egyenként 10 000 karaktert.

1956 - Ferranti kiadta a Pegasus számítógépet, amelyben először valósították meg az általános célú regiszterek (GPR) koncepcióját. A RON megjelenésével megszűnt az indexregiszterek és az akkumulátorok közötti különbségtétel, és a programozónak nem egy, hanem több akkumulátorregisztere állt a rendelkezésére.

1957 - D. Backus vezette csoport befejezte a munkát az első magas szintű programozási nyelven, a FORTRAN néven. Az első alkalommal az IBM 704 számítógépen implementált nyelv hozzájárult a számítógépek körének bővítéséhez.

1960-as évek - A számítógépek 2. generációja, a számítógépes logikai elemeket félvezető tranzisztoros eszközök alapján valósítják meg, algoritmikus programozási nyelveket fejlesztenek, mint például az Algol, Pascal és mások.

1970-es évek - 3. generációs számítógépek, integrált áramkörök, amelyek több ezer tranzisztort tartalmaznak egy félvezető lapkán. Megkezdődött az operációs rendszer és a strukturált programozási nyelvek létrehozása.

1974 - több vállalat bejelentette az Intel-8008 mikroprocesszoron alapuló személyi számítógép létrehozását - egy olyan eszközt, amely ugyanazokat a funkciókat látja el, mint egy nagy számítógép, de egy felhasználó számára készült.

1975 - megjelent az első kereskedelmi forgalomban terjesztett személyi számítógép, az Intel-8080 mikroprocesszoron alapuló Altair-8800. Ennek a számítógépnek csak 256 bájt RAM-ja volt, és nem volt sem billentyűzet, sem képernyő.

1975 vége – Paul Allen és Bill Gates (a Microsoft jövőbeli alapítói) létrehoztak egy Basic nyelvi tolmácsot az Altair számítógéphez, amely lehetővé tette a felhasználók számára, hogy egyszerűen kommunikáljanak a számítógéppel, és egyszerűen programokat írjanak rá.

1981. augusztus – Az IBM bemutatta az IBM PC személyi számítógépet. A számítógép fő mikroprocesszora egy 16 bites Intel-8088 mikroprocesszor volt, amely 1 megabájt memóriával dolgozott.

1980-as évek - Nagy integrált áramkörökre épülő számítógépek 4. generációja. A mikroprocesszorokat egyetlen chip formájában valósítják meg, személyi számítógépek tömeggyártása.

1990-es évek — 5. generációs számítógépek, ultranagy integrált áramkörök. A processzorok több millió tranzisztort tartalmaznak. A globális számítógépes hálózatok megjelenése tömeges felhasználásra.

2000-es évek — A számítógépek 6. generációja. Számítógépek és háztartási gépek, beágyazott számítógépek integrációja, hálózati számítástechnika fejlesztése.

Az ókortól kezdve az embereknek mindig számolniuk kellett. Eleinte saját ujjaikkal vagy kavicsaikkal számoltak. Az emberi agy számára azonban még az egyszerű, nagy számokkal rendelkező aritmetikai műveletek is nehezek. Ezért már az ókorban feltalálták a legegyszerűbb számlálóeszközt - az abakuszt, amelyet több mint 15 évszázaddal ezelőtt találtak fel a mediterrán országokban. A modern számlák e prototípusa egy rúdra felfűzött dominó volt, és a kereskedők használták.

Az abakuszrudak számtani értelemben tizedesjegyeket jelentenek. Az első rúdon lévő minden dominó értéke 1, a második rúdon - 10, a harmadik rúdon - 100 stb. A 17. századig gyakorlatilag az abakusz maradt az egyetlen számlálóeszköz.

Oroszországban a 16. században jelent meg az úgynevezett orosz abakusz. A decimális számrendszeren alapulnak, és lehetővé teszik az aritmetikai műveletek gyors végrehajtását (6. ábra)

Rizs. 6. Abacus

1614-ben John Napier matematikus feltalálta a logaritmusokat.

A logaritmus egy olyan kitevő, amelyre egy számot fel kell emelni (a logaritmus alapja), hogy egy másik számot kapjunk. Napier felfedezése az volt, hogy bármely szám kifejezhető így, és bármely két szám logaritmusának összege megegyezik e számok szorzatának logaritmusával. Ez lehetővé tette a szorzás műveletének egyszerűbb összeadásra való redukálását. Napier logaritmustáblázatokat készített. Két szám szorzásához meg kell nézni a logaritmusukat ebben a táblázatban, össze kell adni őket, és meg kell találni az ennek az összegnek megfelelő számot a fordított táblázatban - antilogaritmusok. E táblázatok alapján 1654-ben R. Bissacar, 1657-ben egymástól függetlenül S. Partridge dolgozott ki egy téglalap alakú csúszószabályt: a mérnök fő számítási eszköze a 20. század közepéig (7. kép).

Rizs. 7. Csúsztatási szabály

1642-ben Blaise Pascal feltalált egy decimális számrendszert használó mechanikus összeadógépet. Minden tizedesjegyet egy 0-tól 9-ig tartó számokat jelölő tíz fogú kerék jellemezte. Összesen 8 kerék volt, vagyis Pascal gépe 8 bites volt.

A digitális számítástechnikában azonban nem a decimális számrendszer nyert, hanem a kettes számrendszer. Ennek fő oka, hogy a természetben sok két stabil állapotú jelenség létezik, például „be/ki”, „feszültség van / nincs feszültség”, „hamis állítás / igaz állítás”, de nincs olyan jelenség, tíz stabil állapot. Miért olyan elterjedt a decimális rendszer? Igen, egyszerűen azért, mert az embernek tíz ujja van két kezén, és kényelmesen használható egyszerű fejben történő számoláshoz. De az elektronikus számítástechnikában sokkal egyszerűbb olyan kettes számrendszert használni, amely csak két stabil elemállapottal és egyszerű összeadási és szorzótáblákkal rendelkezik. A modern digitális számítástechnikai gépekben - számítógépekben - a bináris rendszert nemcsak számok rögzítésére használják, amelyeken számítási műveleteket kell végrehajtani, hanem maguknak a számításokhoz szükséges parancsoknak, sőt egész műveleti programoknak a rögzítésére is. Ebben az esetben a számítógépben minden számítás és művelet a bináris számok legegyszerűbb aritmetikai műveleteire redukálódik.

Az egyik első, aki érdeklődést mutatott a kettős rendszer iránt, a nagy német matematikus, Gottfried Leibniz volt. 1666-ban, húszévesen „A kombinatorika művészetéről” című munkájában olyan általános módszert dolgozott ki, amely lehetővé teszi, hogy minden gondolatot pontos formális kijelentésekre redukáljunk. Ezzel megnyílt a lehetőség, hogy a logikát (Leibniz a gondolkodás törvényeinek nevezte) a szavak birodalmából a matematika birodalmába helyezzük át, ahol az objektumok és az állítások közötti kapcsolatok pontosan és határozottan meg vannak határozva. Így Leibniz volt a formális logika megalapítója. A kettes számrendszert kutatta. Ugyanakkor Leibniz bizonyos misztikus jelentéssel ruházta fel: az 1-es számot Istennel, a 0-t pedig az ürességgel társította. Ebből a két figurából szerinte minden megtörtént. És e két szám segítségével bármilyen matematikai fogalmat kifejezhet. Leibniz volt az első, aki felvetette, hogy a bináris rendszer univerzális logikai nyelvvé válhat.

Leibniz egy „egyetemes tudomány” felépítéséről álmodott. A legegyszerűbb fogalmakat kívánta kiemelni, amelyek segítségével bizonyos szabályok szerint bármilyen bonyolultságú koncepció megfogalmazható. Egy olyan univerzális nyelv létrehozásáról álmodott, amelyen bármilyen gondolatot le lehet írni matematikai képletek formájában. Olyan gépre gondoltam, amely axiómákból tételeket tudna levezetni, logikai állításokat aritmetikaivá alakítani. 1673-ban megalkotott egy új típusú összeadógépet – egy mechanikus számológépet, amely nemcsak összead és kivon számokat, hanem szoroz, oszt, hatványokra emel, valamint kivonja a négyzet- és köbgyököket. A kettős számrendszert használta.

Az univerzális logikai nyelvet 1847-ben George Boole angol matematikus alkotta meg. Kidolgozta a kijelentésszámítást, amelyet később Boole-algebrának neveztek el tiszteletére. A matematika szigorú nyelvére lefordított formális logikát képviseli. A Boole-algebra képletei megjelenésükben hasonlítanak az iskolából ismert algebra képletekhez. Ez a hasonlóság azonban nemcsak külső, hanem belső is. A Boole-algebra teljesen egyenrangú algebra, amelyre a létrehozása során elfogadott törvények és szabályok vonatkoznak. Ez egy jelölési rendszer, amely bármilyen objektumra - számokra, betűkre és mondatokra - alkalmazható. Ezzel a rendszerrel kódolhat minden olyan állítást, amelyet igaznak vagy hamisnak kell bizonyítani, majd úgy manipulálhatja őket, mint a matematikai közönséges számokat.

George Boole (1815–1864) - angol matematikus és logikus, a matematikai logika egyik megalapítója. Kidolgozta a logika algebráját (a „Logika matematikai elemzése” (1847) és „A gondolkodás törvényeinek tanulmányozása” (1854) című munkákban.

Charles Peirce amerikai matematikusnak óriási szerepe volt a Boole-algebra elterjedésében és fejlődésében.

Charles Pierce (1839–1914) amerikai filozófus, logikus, matematikus és természettudós, aki a matematikai logikával kapcsolatos munkáiról ismert.

A logika algebrájában a figyelembe vétel tárgya az úgynevezett állítások, i.e. minden igaznak vagy hamisnak mondható állítás: „Omszk egy város Oroszországban”, „15 páros szám”. Az első állítás igaz, a második hamis.

Az AND, OR, IF...THEN kötőszók használatával kapott összetett állítások is igazak vagy hamisak lehetnek. Igazságuk csak az őket alkotó egyszerű állítások igazságától vagy hamisságától függ, például: "Ha nem esik kint, akkor elmehetsz sétálni." A Boole-algebra fő feladata ennek a függőségnek a vizsgálata. A logikai műveleteket olyan logikai műveleteknek tekintjük, amelyek lehetővé teszik összetett állítások összeállítását egyszerűekből: tagadás (NOT), konjunkció (AND), diszjunkció (OR) és mások.

1804-ben J. Jacquard feltalált egy szövőgépet nagy mintázatú szövetek előállítására. Ezt a mintát egy egész pakli lyukkártya - kartonból készült téglalap alakú kártyák - felhasználásával programozták. Rajtuk a mintázattal kapcsolatos információkat egy bizonyos sorrendben elhelyezett lyukak (perforációk) lyukasztásával rögzítették. Amikor a gép működött, ezeket a lyukkártyákat speciális tűkkel érezték. Ezen a mechanikus módon olvasták le belőlük az információkat, hogy programozott szövetmintát szőjenek. A Jacquard gépe a huszadik században megalkotott számítógéppel vezérelt gépek prototípusa volt.

1820-ban Thomas de Colmar kifejlesztette az első kereskedelmi összeadógépet, amely képes szorozni és osztani. A 19. század óta elterjedt a gépek összeadása összetett számítások végzésekor.

1830-ban Charles Babbage egy univerzális analitikai motort próbált létrehozni, amelynek emberi beavatkozás nélkül kellett volna számításokat végeznie. Ehhez olyan programokat vezettek be, amelyeket előre rögzítettek vastag papírból készült lyukkártyákra, rajtuk meghatározott sorrendben készített lyukak segítségével (a „perforáció” szó jelentése „lyukasztás papíron vagy kartonon”). A Babbage's Analytical Engine programozási elveit Ada Lovelace, Byron költő lánya dolgozta ki 1843-ban.

Rizs. 8. Charles Babbage

Rizs. 9. Ada Lovelace

Az elemző motornak képesnek kell lennie arra, hogy emlékezzen az adatokra és a számítások közbenső eredményeire, azaz legyen memóriája. Ennek a gépnek három fő részből kellett volna állnia: a fogaskerekek segítségével beírt számok tárolására szolgáló eszközből (memória), a számokkal való művelethez (aritmetikai egység), valamint a lyukkártyás számok kezelésére szolgáló eszközből (programvezérlő eszköz). Az elemző motor létrehozásával kapcsolatos munka nem fejeződött be, de a benne foglalt ötletek segítettek az első számítógépek megépítésében a 20. században (angol fordításban ez a szó „számítógépet” jelent).

1880-ban V.T. Az oroszországi Odner fogaskerekes mechanikus adagológépet hozott létre, és 1890-ben elindította tömeggyártását. Ezt követően a 20. század 50-es éveiig „Felix” néven gyártották (11. ábra).

Rizs. 10. V.T. Odner

Rizs. 11. "Felix" mechanikus adagológép

1888-ban Herman Hollerith (12. ábra) megalkotta az első elektromechanikus számológépet - egy tabulátort, amelyben a lyukkártyákra nyomtatott információkat (13. ábra) elektromos árammal fejtették meg. Ezzel a géppel többször is csökkenthető volt az amerikai népszámlálás számlálási ideje. Hollerith találmányát 1890-ben használták először a 11. amerikai népszámlálás során. Azt a munkát, amelyet korábban 500 alkalmazottnak 7 évig tartott, Hollerith és 43 asszisztens 43 tabulátoron egy hónap alatt végezte el.

1896-ban Hollerith céget alapított Tabulating Machine Co. néven. 1911-ben ezt a céget összevonták két másik, a statisztikai adatfeldolgozás automatizálására szakosodott céggel, és 1924-ben kapta a modern IBM (International Business Machines) nevet. Elektronikus vállalattá vált, amely a világ egyik legnagyobb gyártója minden típusú adatfeldolgozásban. számítógépek és szoftverek, a globális információs hálózatok szolgáltatója. Az IBM alapítója Thomas Watson Sr. volt, aki 1914-ben vezette a céget, lényegében létrehozta az IBM Corporationt, és több mint 40 évig vezette. Az 1950-es évek közepe óta az IBM vezető pozíciót foglal el a globális számítógépes piacon. 1981-ben a cég megalkotta első személyi számítógépét, amely iparági szabvány lett. Az 1980-as évek közepére az IBM irányította a világ elektronikus számítógép-gyártásának mintegy 60%-át.

Rizs. 12. Thomas Watson Sr.

Rizs. 13. Herman Hollerith

A 19. század végén feltalálták a lyukszalagot - papírt vagy celluloid fóliát, amelyre az információkat lyukasztóval hordták fel lyukkészlet formájában.

Széles lyukasztott papírszalagot használtak a monotípiában, a T. Lanston által 1892-ben feltalált szedőgépben. A monotípus két független eszközből állt: egy billentyűzetből és egy öntőkészülékből. A billentyűzet lyukszalagra gépelő program összeállítását szolgálta, az öntőgép pedig speciális tipográfiai ötvözetből - gartból - a billentyűzeten korábban összeállított program szerint készítette el a gépelést.

Rizs. 14. Lyukkártya

Rizs. 15. Lyukszalagok

A szedő leült a billentyűzethez, megnézte a kottaállványon előtte álló szöveget, és megnyomta a megfelelő billentyűket. Amikor az egyik betűbillentyűt megütötték, a lyukasztó mechanizmus tűi sűrített levegővel lyukasztottak kódkombinációt a papírszalagon. Ez a kombináció egy adott betűnek, jelnek vagy köztük lévő szóköznek felelt meg. A billentyű minden egyes leütése után a papírszalag egy lépést mozdult el - 3 mm-t. A lyukasztott papíron minden vízszintes lyuksor egy betűnek, jelnek vagy szóköznek felel meg közöttük. A kész (lyukasztott) lyukasztott papírszalag orsóját öntőgépbe helyezték át, amelyben szintén sűrített levegő felhasználásával a lyukasztott papírszalagról leolvasták a rá kódolt információkat és automatikusan előállították a betűkészletet. Így a monotípus az egyik első számítógéppel vezérelt gép a technika történetében. A forró szedés gépek közé sorolták, és idővel átadta helyét először a fotószedésnek, majd az elektronikus szedésnek.

Valamivel korábban, mint a monotípia, 1881-ben feltalálták a zongorát (vagy fonola) - egy hangszert, amely automatikusan zongorázik. Sűrített levegővel is működött. A zongorában egy közönséges zongora vagy zongora minden egyes billentyűje megfelel a ráütő kalapácsnak. Az összes kalapács együtt alkotja az ellenbillentyűzetet, amely a zongorabillentyűzethez van rögzítve. Egy görgőre tekercselt széles papírlyukasztószalagot helyeznek a zongorába. A lyukszalagon a lyukakat előre készítik, miközben a zongorista játszik - ezek egyfajta „nóták”. Amikor egy zongora működik, a lyukasztott papírszalag egyik hengerről a másikra tekerődik. A rajta rögzített információkat pneumatikus mechanizmus segítségével olvassuk ki. Aktiválja azokat a kalapácsokat, amelyek a lyukszalagon lévő lyukaknak felelnek meg, amitől megütik a billentyűket, és visszaadják a zongorista előadását. Így a zongora is programvezérelt gép volt. A megőrzött lyukasztott zongoraszalagoknak köszönhetően lehetőség nyílt modern módszerekkel restaurálni és újra felvenni a múlt olyan figyelemre méltó zongoristáinak előadásait, mint a zeneszerző A.N. Szkrjabin. A zongorát híres zeneszerzők és zongoristák, Rubinstein, Paderewski, Busoni használták.

Később lyukszalagról és lyukkártyáról olvasták le az információkat elektromos érintkezők - fémkefék - segítségével, amelyek lyukkal érintkezve lezárták az elektromos áramkört. Aztán a keféket fotocellákra cserélték, és az információolvasás optikai, érintésmentes lett. Az első digitális számítógépekben így rögzítették és olvasták az információkat.

A logikai műveletek szorosan összefüggenek a mindennapi élettel.

Egy VAGY elemet két bemenethez, két ÉS elemet két bemenethez és egy NOT elemet használva felállíthat egy bináris félösszeadó logikai áramkörét, amely képes végrehajtani két egyjegyű bináris szám bináris összeadási műveletét (azaz a a bináris aritmetika szabályai):

0 +0 =0; 0+1=1; 1+0=1; 1+1=0. Ennek során lefoglalja a hordozó bitet.

Egy ilyen áramkör azonban nem tartalmaz harmadik bemenetet, amelyre a bináris számok összegének előző bitjéből származó átviteli jelet lehetne alkalmazni. Ezért a félösszeadót csak a logikai áramkör legkisebb jelentőségű bitjében használják többbites bináris számok összegzésére, ahol nem lehet átviteli jel az előző bináris bitből. Egy teljes bináris összeadó két többbites bináris számot ad össze, figyelembe véve az előző bináris bitek összeadásából származó átviteli jeleket.

A bináris összeadók kaszkádba kapcsolásával logikai összeadó áramkört kaphatunk tetszőleges számú számjegyű bináris számokhoz.

Néhány módosítással ezek a logikai áramkörök bináris számok kivonására, szorzására és osztására is szolgálnak. Segítségükkel megépültek a modern számítógépek számtani eszközei.

1937-ben George Stibitz (16. ábra) egy bináris összeadót hozott létre közönséges elektromechanikus relékből - egy olyan eszközt, amely képes végrehajtani a bináris kódban lévő számok összeadásának műveletét. És ma is a bináris összeadó minden számítógép egyik fő alkotóeleme, számtani eszközének alapja.

Rizs. 16. Stibitz György

1937–1942-ben John Atanasoff (17. ábra) megalkotta az első vákuumcsöveken működő számítógép modelljét. A kettős számrendszert használta. Az adatok bevitelére és a számítási eredmények kiadására lyukkártyákat használtunk. A munka ezen a gépen 1942-ben majdnem befejeződött, de a háború miatt a további finanszírozás leállt.

Rizs. 17. John Atanasoff

1937-ben Konrad Zuse (12. ábra) megalkotta első, elektromechanikus reléken alapuló Z1 számítógépét. A kiindulási adatok billentyűzet segítségével kerültek bele, a számítások eredménye pedig egy sok izzót tartalmazó panelen jelent meg. 1938-ban K. Zuse megalkotta a továbbfejlesztett Z2 modellt. A programokat lyukszalaggal vitték be. Használt 35 mm-es fotófilmen lyukasztással készült. 1941-ben K. Zuse a kettes számrendszer alapján működőképes Z3, majd később Z4 számítógépet épített. Ezeket számításokhoz használták repülőgépek és rakéták létrehozása során. 1942-ben Konrad Zuse és Helmut Schreier megszületett az ötlet, hogy a Z3-at elektromechanikus relékről vákuumcsövekké alakítsák át. Egy ilyen gépnek 1000-szer gyorsabban kellett volna működnie, de nem lehetett létrehozni - a háború akadályozta.

Rizs. 18. Konrád Zuse

1943–1944-ben az egyik IBM vállalatnál (IBM) a Harvard Egyetem tudósaival együttműködve Howard Aiken vezetésével megalkották a Mark-1 számítógépet. Súlya körülbelül 35 tonna volt. A "Mark-1" elektromechanikus relék használatán alapult, és lyukszalagra kódolt számokkal működött.

Létrehozásakor Charles Babbage által az Analytical Engine-ben megfogalmazott gondolatokat használták fel. Stiebitzzel és Zusával ellentétben Aiken nem ismerte fel a kettes számrendszer előnyeit, és a tizedes rendszert használta a gépében. A gép legfeljebb 23 számjegy hosszúságú számokat tudott kezelni. Két ilyen szám megszorzásához 4 másodpercet kellett töltenie. 1947-ben megalkották a Mark-2 gépet, amely már a kettes számrendszert használta. Ebben a gépben az összeadás és a kivonás átlagosan 0,125 másodpercet vett igénybe, a szorzás pedig 0,25 másodpercet.

A logikai algebra elvont tudománya közel áll a gyakorlati élethez. Lehetővé teszi számos vezérlési probléma megoldását.

Az elektromágneses relék bemeneti és kimeneti jelei a Boole-algebra állításaihoz hasonlóan szintén csak két értéket vesznek fel. Feszültségmentesített tekercs esetén a bemeneti jel 0, ha áram folyik a tekercsen keresztül, a bemeneti jel értéke 1. Nyitott reléérintkező esetén a kimeneti jel 0, zárt érintkező esetén pedig az 1.

Pontosan ezt a hasonlóságot a Boole-algebra állításai és az elektromágneses relék viselkedése között vette észre a híres fizikus, Paul Ehrenfest. Már 1910-ben javasolta a Boole-algebra használatát a telefonrendszerek relé áramkörök működésének leírására. Egy másik változat szerint a Boole-algebra elektromos kapcsolóáramkörök leírására való felhasználásának ötlete Peirce-é. 1936-ban a modern információelmélet megalapítója, Claude Shannon a kettes számrendszert, a matematikai logikát és az elektromos áramköröket kombinálta doktori disszertációjában.

Kényelmes az elektromágneses relék közötti kapcsolatok kijelölése az áramkörökben a NEM, ÉS, VAGY, REPEAT (IGEN) stb. logikai műveletekkel. Például a reléérintkezők soros csatlakoztatása ÉS műveletet valósít meg, ezen érintkezők párhuzamos csatlakoztatása pedig logikai VAGY műveletet valósít meg. Az ÉS, VAGY, NEM műveleteket hasonló módon hajtják végre az elektronikus áramkörökben, ahol az elektromos áramköröket lezáró és nyitó relék szerepét érintésmentes félvezető elemek - tranzisztorok - látják el, amelyeket D. Bardeen, W. Brattain és W amerikai tudósok készítettek 1947–1948-ban. Shockley.

Az elektromechanikus relék túl lassúak voltak. Ezért az amerikaiak már 1943-ban elkezdtek vákuumcsöveken alapuló számítógépet fejleszteni. 1946-ban Presper Eckert és John Mauchly (13. ábra) megépítette az első elektronikus digitális számítógépet, az ENIAC-ot. Súlya 30 tonna volt, 170 négyzetmétert foglalt el. m területen. Több ezer elektromechanikus relé helyett az ENIAC 18 000 vákuumcsövet tartalmazott. A gép a bináris rendszerben számolt, és másodpercenként 5000 összeadási vagy 300 szorzási műveletet hajtott végre. Ebben a gépben nem csak egy aritmetikai eszköz, hanem egy tárolóeszköz is vákuumcsövekre épült. A numerikus adatokat lyukkártyákkal, míg a programokat dugókkal és szedőmezőkkel vittük be a gépbe, vagyis minden új programhoz több ezer névjegyet kellett csatlakoztatni. Ezért akár több napig is eltartott a felkészülés egy új probléma megoldására, bár maga a probléma néhány perc alatt megoldódott. Ez volt az egyik fő hátránya egy ilyen gépnek.

Rizs. 19. Presper Eckert és John Mauchly

Három kiváló tudós - Claude Shannon, Alan Turing és John von Neumann - munkája lett a modern számítógépek szerkezetének megalkotásának alapja.

Shannon Claude (született 1916) amerikai mérnök és matematikus, a matematikai információelmélet megalapítója.

1948-ban kiadta a „Matematical Theory of Communication” című munkáját az információtovábbítás és -feldolgozás elméletével, amely minden típusú üzenetet tartalmazott, beleértve az élő szervezetek idegrostjai mentén továbbított üzeneteket is. Shannon bevezette az információ mennyiségének fogalmát, mint a rendszer állapotának bizonytalanságának mértékét, amelyet az információ fogadásakor eltávolítottak. Ezt a bizonytalansági mértéket entrópiának nevezte, a statisztikai mechanika hasonló fogalmával analógiaként. Amikor a megfigyelő információt kap, az entrópia, vagyis a rendszer állapotával kapcsolatos tudatlanságának mértéke csökken.

Alan Turing (1912-1954) – angol matematikus. Fő művei a matematikai logikával és a számítási matematikával foglalkoznak. 1936-1937-ben megírta az „On Computable Numbers” című alapművet, amelyben bemutatta az absztrakt eszköz fogalmát, amelyet később „Turing-gépnek” neveztek. Ebben az eszközben előrevetítette a modern számítógép alapvető tulajdonságait. Turing „univerzális gépnek” nevezte eszközét, mivel annak meg kellett volna oldania minden elfogadható (elméletileg megoldható) matematikai vagy logikai problémát. Az adatokat cellákra - cellákra osztott papírszalagról kell bevinni. Minden ilyen cellának vagy tartalmaznia kellett egy szimbólumot, vagy nem. A Turing-gép képes feldolgozni a szalagról bevitt szimbólumokat és megváltoztatni azokat, azaz törölni és újakat írni a belső memóriájában tárolt utasítások szerint.

Neumann John von (1903-1957) - amerikai matematikus és fizikus, az atom- és hidrogénfegyverek fejlesztésének résztvevője. Budapesten született, 1930 óta az USA-ban él. Az 1945-ben megjelent, a digitális elektronikus számítógépekkel foglalkozó első munkájaként megjelent jelentésében azonosította és leírta a modern számítógép „architektúráját”.

A következő gépben - az EDVAC-ban - nagyobb kapacitású belső memóriája nem csak az eredeti adatokat, hanem a számítási programot is képes volt tárolni. Ezt az ötletet – hogy programokat tároljunk a gépek memóriájában – John von Neumann matematikus vetette fel Mauchlyval és Eckerttel együtt. Ő volt az első, aki leírta az univerzális számítógép felépítését (a modern számítógép ún. „von Neumann architektúráját”). Az univerzális és hatékony működés érdekében von Neumann szerint a számítógépnek tartalmaznia kell egy központi aritmetikai-logikai egységet, egy központi eszközt, amely minden műveletet vezérel, egy tárolóeszközt (memóriát) és egy információbeviteli/-kimeneti eszközt, valamint a programokat kell tárolni. a számítógép memóriája.

Von Neumann úgy gondolta, hogy a számítógépnek kettes számrendszer alapján kell működnie, elektronikusnak kell lennie, és minden műveletet szekvenciálisan, egymás után kell végrehajtania. Ezek az elvek minden modern számítógép alapját képezik.

A vákuumcsöveket használó gép sokkal gyorsabban működött, mint az elektromechanikus reléket használó gép, de maguk a vákuumcsövek megbízhatatlanok voltak. Gyakran kudarcot vallottak. Ezek cseréjére 1947-ben John Bardeen, Walter Brattain és William Shockley az általuk feltalált kapcsoló félvezető elemek – a tranzisztorok – használatát javasolta.

John Bardeen (1908-1991) – amerikai fizikus. Az első tranzisztor egyik megalkotója (1956-os fizikai Nobel-díj W. Brattainnal és W. Shockley-vel a tranzisztorhatás felfedezéséért). A szupravezetés mikroszkopikus elméletének egyik szerzője (1957-ben a második Nobel-díjat L. Cooperrel és D. Schriffennel közösen).

Walter Brattain (1902–1987) - amerikai fizikus, az első tranzisztor egyik megalkotója, 1956-ban fizikai Nobel-díjas.

William Shockley (1910–1989) - amerikai fizikus, az első tranzisztor egyik megalkotója, 1956-ban fizikai Nobel-díjas.

A modern számítógépekben az integrált áramköri chip mikroszkopikus tranzisztorait „kapuk” rendszerébe csoportosítják, amelyek logikai műveleteket hajtanak végre bináris számokon. Segítségükkel készültek például a fentebb leírt bináris összeadók, amelyek lehetővé teszik többjegyű bináris számok összeadását, számok kivonását, szorzását, osztását és összehasonlítását. A logikai kapuk bizonyos szabályok szerint működve szabályozzák az adatok mozgását és az utasítások végrehajtását a számítógépben.

Az első számítógéptípusok fejlesztése 1951-ben vezetett a kereskedelmi használatra szánt UNIVAC számítógép megalkotásához. Ez lett az első kereskedelmi forgalomba hozott számítógép.

Az 1952-ben megjelent soros csöves IBM 701 számítógép akár 2200 szorzási műveletet is végrehajtott másodpercenként.

IBM 701 számítógép

A rendszer létrehozásának kezdeményezése Thomas Watson Jr. 1937-ben utazó eladóként kezdett dolgozni a cégnél. Csak a háború alatt hagyta abba az IBM-nél, amikor az Egyesült Államok légierejének pilótája volt. 1946-ban visszatért a céghez, annak alelnöke lett, és 1956 és 1971 között az IBM élén állt. Miközben az IBM igazgatótanácsának tagja maradt, Thomas Watson 1979 és 1981 között az Egyesült Államok Szovjetunióbeli nagykövete volt.

Thomas Watson (Jr.)

1964-ben az IBM bejelentette az IBM 360 család hat modelljének megalkotását (System 360), amelyek a harmadik generáció első számítógépei lettek. A modellek egyetlen parancsrendszerrel rendelkeztek, és a RAM mennyiségében és a teljesítményben különböztek egymástól. A családmodellek megalkotása során számos új elvet alkalmaztak, amelyek a gépeket univerzálissá tették, és lehetővé tették, hogy egyenlő hatékonysággal használják őket mind a tudomány és a technológia különböző területein felmerülő problémák megoldására, mind az adatfeldolgozásra. menedzsment és üzlet. Az IBM System/360 (S/360) a mainframe osztályú univerzális számítógépek családja. Az IBM/360 további fejlesztései a 370, 390, z9 és zSeries rendszerek voltak. A Szovjetunióban az IBM/360-at ES COMPUTER néven klónozták. Ezek a szoftverek kompatibilisek voltak az amerikai prototípusaikkal. Ez lehetővé tette a nyugati szoftverek használatát a hazai „programozási ipar” fejletlenségei között.

IBM/360 számítógép

T. Watson (Jr.) és V. Lerson az IBM/360 számítógépnél

A Szovjetunióban az első vákuumcsöveket használó kis elektronikus számítástechnikai gépet (MESM) 1949–1951-ben építették. akadémikus S.A. vezetésével. Lebedeva. Függetlenül attól, hogy a külföldi tudósok S.A. Lebegyev kidolgozta a számítógép felépítésének alapelveit a memóriában tárolt programmal. A MESM volt az első ilyen gép. És 1952–1954-ben. vezetése alatt fejlesztették ki a nagysebességű elektronikus számológépet (BESM), amely másodpercenként 8000 műveletet hajt végre.

Lebegyev Szergej Alekszejevics

Az elektronikus számítógépek létrehozását a legnagyobb szovjet tudósok és mérnökök vezették, I.S. Brook, W.M. Glushkov, Yu.A. Bazilevszkij, B.I. Rameev, L.I. Gutenmacher, N.P. Brusencov.

A szovjet számítógépek első generációja csöves számítógépeket tartalmazott - „BESM-2”, „Strela”, „M-2”, „M-3”, „Minsk”, „Ural-1”, „Ural-2”, „M”. - 20"

A szovjet számítógépek második generációja magában foglalja a „Nairi” és „Mir” félvezető kis számítógépeket, a tudományos számításokhoz és információfeldolgozáshoz szükséges közepes méretű számítógépeket, 5-30 ezer művelet másodpercenkénti sebességgel „Minsk-2”, „Minsk-22” , „Minsk-32”, „Ural-14”, „Razdan-2”, „Razdan-3”, „BESM-4”, „M-220” és „Dnepr”, „VNIIEM-3” vezérlő számítógépek, valamint az ultra-nagy sebességű BESM-6, amely másodpercenként 1 millió műveletet teljesít.

A szovjet mikroelektronika megalapítói az USA-ból a Szovjetunióba emigrált tudósok voltak: F.G. Staros (Alfred Sarant) és I.V. Berg (Joel Barr). Ők lettek a Moszkva melletti Zelenogradban működő mikroelektronikai központ kezdeményezői, szervezői és vezetői.

F.G. Staros

A Szovjetunióban az 1960-as évek második felében jelentek meg az integrált áramkörökön alapuló harmadik generációs számítógépek. Kidolgozták az Egységes Számítógépes Rendszert (ES COMPUTER) és a Kisszámítógépes Rendszert (SM COMPUTER) és megszervezték tömeggyártásukat. Mint fentebb említettük, ez a rendszer az amerikai IBM/360 rendszer klónja volt.

Jevgenyij Alekszejevics Lebegyev lelkes ellenfele volt az amerikai IBM/360 rendszer másolásának, amelyet a szovjet változatban ES Computernek hívtak, és amely az 1970-es években kezdődött. Az EU Számítógépek szerepe a hazai számítógépek fejlesztésében nem egyértelmű.

A kezdeti szakaszban az ES számítógépek megjelenése a számítógépes rendszerek egységesítéséhez vezetett, lehetővé tette a kezdeti programozási szabványok létrehozását és a programok végrehajtásával kapcsolatos nagyszabású projektek szervezését.

Ennek az volt az ára, hogy saját eredeti fejlesztéseiket széles körben megnyirbálták, és teljesen függővé váltak az IBM akkoriban messze nem a legjobb elképzeléseitől és koncepcióitól. A könnyen használható szovjet gépekről az IBM/360 sokkal bonyolultabb hardverére és szoftverére való hirtelen átállás azt jelentette, hogy sok programozónak le kellett küzdenie az IBM fejlesztőinek hiányosságaiból és hibáiból adódó nehézségeket. Az ES számítógépek kezdeti modelljei teljesítményjellemzőiben gyakran gyengébbek voltak, mint az akkori hazai számítógépek.

Egy későbbi szakaszban, különösen a 80-as években, az EU-számítógépek széles körű bevezetése komoly akadályt jelentett a szoftverek, adatbázisok és párbeszédrendszerek fejlesztésében. A költséges és előre megtervezett beszerzések után a vállalkozások elavult számítógépes rendszerek üzemeltetésére kényszerültek. Ezzel párhuzamosan kisgépeken és személyi számítógépeken is fejlődtek a rendszerek, amelyek egyre népszerűbbek lettek.

Egy későbbi szakaszban, a peresztrojka kezdetével, 1988–89 között hazánkat elárasztották a külföldi személyi számítógépek. Semmilyen intézkedés nem állíthatja meg az uniós számítógépsorozat válságát. A hazai ipar nem tudott analógokat vagy helyettesítőket létrehozni az ES számítógépekhez az új elembázis alapján. A Szovjetunió gazdasága ekkorra nem tette lehetővé, hogy gigantikus pénzügyi forrásokat költsenek mikroelektronikai berendezések létrehozására. Ennek eredményeként teljes átállás történt az importált számítógépekre. Végre megnyirbálták a hazai számítógépek fejlesztésére szolgáló programokat. Problémák merültek fel a technológiák modern számítógépekre való átültetésével, a technológiák korszerűsítésével, több százezer szakember foglalkoztatásával, átképzésével.

Előrejelzés S.A. Lebedeva igazolt. Mind az USA-ban, mind az egész világon követték az általa javasolt utat: egyrészt szuperszámítógépeket hoznak létre, másrészt kevésbé erős számítógépek egész sorát, amelyek különféle alkalmazásokra irányulnak - személyes, speciális stb.

A szovjet számítógépek negyedik generációját nagyméretű (LSI) és ultranagyméretű (VLSI) integrált áramkörök alapján valósították meg.

A nagy, negyedik generációs számítógépes rendszerek példája az Elbrus-2 többprocesszoros komplexum, amely akár 100 millió műveletet is elérhet másodpercenként.

Az 1950-es években létrehozták a tranzisztor alapú számítógépek második generációját. Ennek eredményeként a gépek sebessége 10-szeresére nőtt, a mérete és tömege pedig jelentősen csökkent. Elkezdték használni a mágneses ferritmagon lévő tárolóeszközöket, amelyek még a számítógépek kikapcsolt állapotában is korlátlan ideig képesek tárolni az információkat. Joy Forrester tervezte 1951–1953 között. Nagy mennyiségű információt tároltak külső adathordozókon, például mágnesszalagon vagy mágneses dobon.

A számítástechnika történetének első merevlemezét (winchester) 1956-ban fejlesztette ki az IBM mérnökeinek egy csoportja, Reynold B. Johnson vezetésével. Az eszközt 305 RAMAC-nak hívták - ez egy véletlen hozzáférésű elszámolási és ellenőrzési módszer. A meghajtó 50 alumíniumlemezből állt, amelyek átmérője 24 hüvelyk (kb. 60 cm) és egyenként 2,5 cm vastag. Az alumíniumlemez felületére mágneses réteget vittünk fel, amelyre felvételt végeztünk. Ez a teljes lemezszerkezet egy közös tengelyen állandó 1200 ford./perc fordulatszámmal forgott működési módban, maga a meghajtó pedig 3x3,5 méteres területet foglalt el, teljes kapacitása 5 MB volt. A RAMAC 305 tervezésénél az egyik legfontosabb alapelv az volt, hogy a fejek ne érintkezzenek a lemezek felületével, hanem kis fix távolságra lebegjenek. Erre a célra speciális légfúvókákat használtak, amelyek a fejtartókban lévő kis lyukakon keresztül a tárcsához irányították az áramlást, és ezáltal rést hoztak létre a fej és a forgólemez felülete között.

A Winchester (merevlemez) lehetővé tette a számítógép-felhasználók számára, hogy nagyon nagy mennyiségű információt tároljanak, és egyidejűleg gyorsan lekérjék a szükséges adatokat. A merevlemez 1958-as létrehozása után a mágnesszalagos adathordozókat elhagyták.

1959-ben D. Kilby, D. Herney, K. Lehovec és R. Noyce (14. ábra) feltalálták az integrált áramköröket (chipeket), amelyekben az összes elektronikus alkatrészt a vezetőkkel együtt egy szilíciumlapkába helyezték. A chipek számítógépekben történő alkalmazása lehetővé tette az áramáramlási útvonalak lerövidítését a kapcsolás során. A számítások sebessége tízszeresére nőtt. A gépek méretei is jelentősen csökkentek. A chip megjelenése lehetővé tette a számítógépek harmadik generációjának létrehozását. 1964-ben pedig az IBM integrált áramkörökre épülő IBM-360 számítógépeket kezdett gyártani.

Rizs. 14. D. Kilby, D. Hurney, K. Lechovec és R. Noyce

1965-ben Douglas Engelbart (15. ábra) megalkotta az első „egeret” – egy számítógépes kézi manipulátort. Először az Apple Macintosh személyi számítógépben használták, amelyet később, 1976-ban adtak ki.

Rizs. 19. Douglas Engelbart

1971-ben az IBM elkezdte gyártani a Yoshiro Nakamatsu által feltalált számítógépes hajlékonylemezt, amely egy cserélhető hajlékony mágneslemez („floppy disk”) az információk állandó tárolására. Kezdetben a floppy lemez átmérője 8 hüvelyk, kapacitása 80 KB, majd - 5 hüvelyk. A modern, 1,44 MB-os hajlékonylemez, amelyet először a Sony adott ki 1982-ben, kemény műanyag házban kapott helyet, átmérője pedig 3,5 hüvelyk.

1969-ben az Egyesült Államokban megkezdődött a védelmi számítógépes hálózat létrehozása - a modern világméretű internet elődje.

Az 1970-es években mátrixnyomtatókat fejlesztettek ki a számítógépek által kiadott információk nyomtatására.

1971-ben az Intel alkalmazottja, Edward Hoff (20. ábra) megalkotta az első mikroprocesszort, a 4004-et úgy, hogy több integrált áramkört egyetlen szilícium chipre helyezett. Bár eredetileg számológépekben való használatra szánták, lényegében egy komplett mikroszámítógép volt. Ez a forradalmi találmány gyökeresen megváltoztatta azt az elképzelést, hogy a számítógépek terjedelmes, súlyos szörnyek. A mikroprocesszor lehetővé tette a negyedik generációs számítógépek létrehozását, amelyek elférnek a felhasználó asztalán.

Rizs. 20. Edward Hoff

Az 1970-es évek közepén kísérletek kezdődtek egy személyi számítógép (PC) létrehozására, amely egy magánfelhasználó számára készült számítógép.

1974-ben Edward Roberts (21. ábra) megalkotta az első személyi számítógépet, az Altairt, amely az Intel 8080 mikroprocesszoron alapul (22. ábra). Szoftver nélkül azonban hatástalan volt: elvégre egy magánfelhasználónak nincs otthon „kéznél” saját programozója.

Rizs. 21. Edward Roberts

Rizs. 22. Az első személyi számítógép Altair

1975-ben a Harvard Egyetem két hallgatója, Bill Gates és Paul Allen értesült az Altair PC létrehozásáról (23. ábra). Ők voltak az elsők, akik megértették, hogy sürgősen szükség van személyi számítógépekre való szoftverírásra, és egy hónapon belül megalkották azt az Altair PC-hez a BASIC nyelv alapján. Ugyanebben az évben megalapították a Microsoftot, amely gyorsan a személyi számítógépes szoftverek vezetőjévé vált, és a világ leggazdagabb vállalatává vált.

Rizs. 23. Bill Gates és Paul Allen

Rizs. 24. Bill Gates

1973-ban az IBM kifejlesztett egy merev mágneslemezt (merevlemezt) számítógéphez. Ez a találmány lehetővé tette nagy kapacitású hosszú távú memória létrehozását, amely a számítógép kikapcsolásakor is megmarad.

Az első Altair-8800 mikroszámítógépek csak olyan alkatrészek gyűjteményét alkották, amelyeket még össze kellett szerelni. Ráadásul rendkívül kényelmetlen volt a használatuk: nem volt bennük sem monitor, sem billentyűzet, sem egér. Az elülső panelen található kapcsolókkal bevitték az információkat, az eredményeket pedig LED-es kijelzők segítségével. Később elkezdték megjeleníteni az eredményeket egy távíró segítségével - egy billentyűzetes távírógéppel.

1976-ban a 26 éves mérnök, Steve Wozniak a Hewlett-Packardtól megalkotott egy alapvetően új mikroszámítógépet. Ő volt az első, aki az írógép billentyűzetéhez hasonló billentyűzetet használt az adatok bevitelére, és egy közönséges tévét az információk megjelenítésére. A szimbólumok 24, egyenként 40 karakteres sorban jelentek meg a képernyőn. A számítógép 8 KB memóriával rendelkezett, ennek felét a beépített BASIC nyelv foglalta el, a fele pedig a felhasználó beléphetett a programjaiba. Ez a számítógép jelentősen felülmúlta az Altair-8800-at, amely mindössze 256 bájt memóriával rendelkezett. S. Wozniak csatlakozót (az úgynevezett „slotot”) biztosított új számítógépéhez további eszközök csatlakoztatásához. Steve Wozniak barátja, Steve Jobs volt az első, aki megértette és értékelte ennek a számítógépnek a lehetőségeit (25. ábra). Javasolta egy cég megszervezését sorozatgyártására. 1976. április 1-jén megalapították az Apple céget, amelyet 1977 januárjában hivatalosan is bejegyeztek. Apple-I-nek hívták az új számítógépet (26. ábra). 10 hónapon belül sikerült összeszerelni és eladni mintegy 200 Apple-I példányt.

Rizs. 25. Steve Wozniak és Steve Jobs

Rizs. 26. Apple-I személyi számítógép

Ekkor Wozniak már a javításán dolgozott. Az új verzió neve Apple-II (23. ábra). A számítógép műanyag tokban készült, grafikus módot, hangot, színt, bővített memóriát, egy helyett 8 bővítőcsatlakozót (slot) kapott. A programok mentésére kazettás magnót használt. Az első Apple II modell alapja az Apple I-hez hasonlóan a MOS Technology 6502-es mikroprocesszora volt, 1 megahertzes órajellel. A BASIC állandó memóriába került. A 4 KB RAM kapacitása 48 KB-ra bővült. Az információkat egy színes vagy fekete-fehér TV-n jelenítették meg, amely az Egyesült Államok NTSC szabványos rendszerében működött. Szöveges módban 24 sor jelent meg, egyenként 40 karakter, grafikus módban pedig 280 x 192 pixel (hat szín) volt a felbontás. Az Apple II fő előnye az volt, hogy a RAM-ot 48 KB-ra bővítette, és 8 csatlakozót használhat további eszközök csatlakoztatásához. A színes grafika használatának köszönhetően sokféle játékhoz használható (27. ábra).

Rizs. 27. Apple II személyi számítógép

Lehetőségeinek köszönhetően az Apple II népszerűvé vált a különböző szakmák körében. Felhasználóitól nem kellett sem elektronikai, sem programozási nyelvek ismerete.

Az Apple II lett az első valóban személyi számítógép tudósok, mérnökök, jogászok, üzletemberek, háziasszonyok és iskolások számára.

1978 júliusában az Apple II kiegészült a Disk II meghajtóval, ami jelentősen kibővítette a képességeit. Ehhez készült az Apple-DOS lemez operációs rendszer. 1978 végén pedig a számítógépet ismét továbbfejlesztették, és Apple II Plus néven adták ki. Most már az üzleti szférában is használható információ tárolására, üzletvitelre és a döntéshozatal segítésére. Megkezdődött az olyan alkalmazási programok létrehozása, mint a szövegszerkesztők, szervezők és táblázatkezelők.

1979-ben Dan Bricklin és Bob Frankston létrehozta a VisiCalc-et, a világ első táblázatát. Ez az eszköz volt a legalkalmasabb számviteli számításokhoz. Az első verzióját az Apple II-hez írták, amelyet gyakran csak a VisiCalchez vásároltak.

Így néhány év alatt a mikroszámítógép – nagyrészt az Apple-nek és alapítóinak, Steven Jobsnak és Steve Wozniaknak köszönhetően – személyi számítógépgé változott különféle szakmák számára.

1981-ben jelent meg az IBM PC személyi számítógép, amely hamarosan a számítástechnikai ipar szabványává vált, és szinte az összes konkurens személyi számítógép modellt kiszorította a piacról. Az egyetlen kivétel az Apple volt. 1984-ben létrehozták az Apple Macintosh-t, az első olyan számítógépet, amely grafikus felülettel rendelkezik, amelyet egérrel vezérelnek. Előnyeinek köszönhetően az Apple-nek sikerült a személyi számítógépek piacán maradnia. Meghódította a piacot az oktatásban és a kiadásban, ahol a Macintosh-ok kiemelkedő grafikus képességeit használják az elrendezésre és a képfeldolgozásra.

Ma az Apple a személyi számítógépek globális piacának 8-10%-át birtokolja, a fennmaradó 90%-ot pedig IBM-kompatibilis személyi számítógépek teszik ki. A legtöbb Macintosh számítógép az Egyesült Államokban élő felhasználók tulajdonában van.

1979-ben megjelent az optikai kompakt lemez (CD), amelyet a Philips fejlesztett ki, és kizárólag zenei felvételek meghallgatására szolgál.

1979-ben az Intel kifejlesztette a 8088-as mikroprocesszort személyi számítógépekhez.

Széles körben elterjedtek az IBM PC-modell személyi számítógépei, amelyeket 1981-ben hozott létre az IBM mérnökei William C. Lowe vezette csoportja. Az IBM PC Intel 8088 processzorral, 4,77 MHz órajellel, 16 Kb memóriával, 256 Kb-ig bővíthető, és DOS 1.0 operációs rendszerrel rendelkezett. (24. ábra). A DOS 1.0 operációs rendszert a Microsoft készítette. Mindössze egy hónap alatt az IBM-nek 241 683 IBM PC-t sikerült eladnia. A Microsoft vezetőivel kötött megállapodás alapján az IBM bizonyos összeget fizetett a program készítőinek az operációs rendszer IBM PC-re telepített minden példányáért. Az IBM PC népszerűségének köszönhetően a Microsoft vezetői, Bill Gates és Paul Allen hamarosan milliárdosokká váltak, a Microsoft pedig vezető pozícióba került a szoftverpiacon.

Rizs. 28. IBM PC személyi számítógép modell

Az IBM PC a nyílt architektúra elvét alkalmazta, ami lehetővé tette a meglévő PC-tervek fejlesztését és kiegészítését. Ez az elv a számítógép összeszerelésekor kész blokkok és eszközök felhasználását jelenti a tervezésben, valamint a számítógépes eszközök csatlakoztatásának módszereinek szabványosítását.

A nyílt architektúra elve hozzájárult az IBM PC-kompatibilis klón mikroszámítógépek széles körű elterjedéséhez. A világon számos cég kezdte el ezeket kész blokkokból és eszközökből összeállítani. A felhasználók pedig önállóan fejleszthették mikroszámítógépeiket, és több száz gyártó további eszközeivel látták el őket.

Az 1990-es évek végén az IBM PC-kompatibilis számítógépek a személyi számítógépek piacának 90%-át tették ki.

Az IBM PC hamarosan a számítástechnikai ipar szabványává vált, és szinte az összes konkurens személyi számítógép-modellt kiszorította a piacról. Az egyetlen kivétel az Apple volt. 1984-ben létrehozták az Apple Macintosh-t, az első olyan számítógépet, amely grafikus felülettel rendelkezik, amelyet egérrel vezérelnek. Előnyeinek köszönhetően az Apple-nek sikerült a személyi számítógépek piacán maradnia. Meghódította a piacot az oktatás, a kiadók területén, ahol kiemelkedő grafikai képességeiket tördelésre és képfeldolgozásra használják.

Ma az Apple a személyi számítógépek globális piacának 8-10%-át birtokolja, a fennmaradó 90%-ot pedig IBM-kompatibilis személyi számítógépek teszik ki. A legtöbb Macintosh számítógép egyesült államokbeli felhasználók tulajdonában van.

A 20. század utolsó évtizedeiben a számítógépek nagymértékben megnövelték sebességüket és a feldolgozott és tárolt információ mennyiségét.

1965-ben Gordon Moore, az Intel Corporation egyik alapítója, amely a számítógépes integrált áramkörök - „chipek” területén vezető szerepet tölt be, azt javasolta, hogy a tranzisztorok száma évente megduplázódjon. A következő 10 évben ez a jóslat beigazolódott, majd azt javasolta, hogy ez a szám most 2 évente megduplázódik. Valójában a mikroprocesszorokban lévő tranzisztorok száma 18 havonta megduplázódik. Az informatikusok ezt az irányzatot most Moore-törvénynek nevezik.

Rizs. 29. Gordon Moore

Hasonló minta figyelhető meg a RAM-eszközök és az információtároló eszközök fejlesztése és gyártása során. Egyébként nincs kétségem afelől, hogy mire ez a könyv megjelenik, sok digitális adat kapacitását és sebességét tekintve elavulttá válik.

Nem maradt el az olyan szoftverek fejlesztése, amelyek nélkül általában lehetetlen a személyi számítógép használata, és mindenekelőtt a felhasználó és a számítógép közötti interakciót biztosító operációs rendszerek fejlesztése.

1981-ben a Microsoft kifejlesztette az MS-DOS operációs rendszert személyi számítógépeihez.

1983-ban létrehozták az IBM továbbfejlesztett személyi számítógépét, az IBM PC/XT-t.

Az 1980-as években fekete-fehér és színes tintasugaras és lézernyomtatókat hoztak létre a számítógépek által kiadott információk nyomtatására. Nyomtatási minőségben és sebességben jelentősen felülmúlják a mátrixnyomtatókat.

1983–1993-ban létrejött az Internet és e-mail globális számítógépes hálózat, amelyet felhasználók milliói használtak szerte a világon.

1992-ben a Microsoft kiadta a Windows 3.1 operációs rendszert az IBM PC-kompatibilis számítógépekhez. A „Windows” szó angol fordításban „ablakot” jelent. Az ablakos operációs rendszer lehetővé teszi, hogy egyszerre több dokumentummal dolgozzon. Ez egy úgynevezett „grafikus interfész”. Ez egy PC-vel való interakciós rendszer, amelyben a felhasználó úgynevezett „ikonokkal” foglalkozik: képekkel, amelyeket számítógépes egérrel vezérelhet. Ezt a grafikus felületet és ablakrendszert először a Xerox kutatóközpontjában hozták létre 1975-ben, és Apple PC-ken alkalmazták.

1995-ben a Microsoft kiadta a Windows-95 operációs rendszert az IBM PC-kompatibilis számítógépek számára, fejlettebb, mint a Windows-3.1, 1998-ban - annak módosítását a Windows-98-at, 2000-ben pedig a Windows-2000-et, 2006-ban pedig a Windows XP-t. Számos alkalmazást fejlesztettek ki hozzájuk: Word szövegszerkesztő, Excel táblázatok, Internet és e-mail használatára szolgáló program - Internet Explorer, Paint grafikus szerkesztő, szabványos alkalmazási programok (számológép, óra, tárcsázó), Microsoft Schedule napló , univerzális lejátszó, fonográf és lézerlejátszó.

Az elmúlt években lehetővé vált a szöveg és a grafika hanggal és mozgóképekkel való kombinálása a személyi számítógépen. Ezt a technológiát „multimédiának” nevezik. Az ilyen multimédiás számítógépekben az optikai CD-ROM-okat (Compact Disk Read Only Memory – azaz csak olvasható memória a CD-n) használják adathordozóként. Külsőleg nem különböznek a lejátszókban és zenei központokban használt audio CD-ktől.

Egy CD-ROM kapacitása eléri a 650 MB-ot, kapacitását tekintve a hajlékonylemezek és a merevlemez között köztes helyet foglal el. A CD-k olvasására CD-meghajtót használnak. A CD-n lévő információ ipari környezetben csak egyszer íródik, PC-n pedig csak olvasható. A játékok, enciklopédiák, művészeti albumok, térképek, atlaszok, szótárak és segédkönyvek széles választéka jelenik meg CD-ROM-on. Mindegyikük kényelmes keresőmotorokkal van felszerelve, amelyek lehetővé teszik a szükséges anyagok gyors megtalálását. Két CD-ROM memóriakapacitása elegendő a Nagy Szovjet Enciklopédia méreténél nagyobb enciklopédia befogadására.

Az 1990-es évek végén egyszer írható CD-R és újraírható CD-RW optikai kompakt lemezeket és meghajtókat hoztak létre, amelyek lehetővé tették a felhasználó számára, hogy tetszőleges hang- és videófelvételt készítsen.

1990–2000-ben az asztali személyi számítógépek mellett megjelentek a „laptop” PC-k is hordozható bőrönd és még kisebb zsebes „tenyér“ (kézi) formájában – ahogy a nevük is sugallja, elférnek a zsebben és a tenyérben. a kezedből. A laptopok folyadékkristályos kijelzővel vannak felszerelve, amely a csuklós fedélben, a tenyérgépeknél pedig a ház előlapján található.

1998–2000 között létrehoztak egy miniatűr félvezető „flash memóriát” (mozgó alkatrészek nélkül). Így a Memory Stick memória mérete és súlya egy darab rágógumi, a Panasonic SD memóriája pedig egy postai bélyeg méretű és súlyú. Mindeközben a korlátlanul tárolható memóriájuk mérete 64–128 MB, sőt 2–8 GB vagy több.

A hordozható személyi számítógépek mellett szuperszámítógépeket hoznak létre a tudomány és a technológia összetett problémáinak megoldására - időjárás- és földrengés-előrejelzések, rakéta- és repülőgép-számítások, nukleáris reakciók, az emberi genetikai kód megfejtése. Több vagy több tucat mikroprocesszort használnak, amelyek párhuzamos számításokat végeznek. Az első szuperszámítógépet Seymour Cray fejlesztette ki 1976-ban.

2002-ben Japánban megépült a NEC Earth Simulator szuperszámítógép, amely másodpercenként 35,6 billió műveletet hajtott végre. Ma ez a világ leggyorsabb szuperszámítógépe.

Rizs. 30. Seymour Cray

Rizs. 31. Szuperszámítógép Cray-1

Rizs. 32. Szuperszámítógép Cray-2

2005-ben az IBM kifejlesztette a Blue Gene szuperszámítógépet, amely másodpercenként több mint 30 billió műveletet teljesített. 12 000 processzort tartalmaz, és ezerszer nagyobb teljesítményű, mint a híres Deep Blue, amellyel Garri Kaszparov világbajnok sakkozott 1997-ben. Az IBM és a Lausanne-i Svájci Politechnikai Intézet kutatói először próbálták meg modellezni az emberi agyat.

2006-ban a személyi számítógépek 25 évesek lettek. Lássuk, hogyan változtak az évek során. Közülük az első, Intel mikroprocesszorral felszerelt, mindössze 4,77 MHz órajelen működött, és 16 KB RAM-mal rendelkezett. A 2001-ben készült, Pentium 4 mikroprocesszorral felszerelt modern PC-k órajel-frekvenciája 3-4 GHz, RAM 512 MB - 1 GB és hosszú távú memória (merevlemez) több tíz és száz GB kapacitással, sőt 1 terabájt. Ilyen gigantikus fejlődést a digitális számítástechnikán kívül a technológia egyetlen ágában sem figyeltek meg. Ha ugyanilyen előrelépés történt volna a repülőgépek sebességének növelésében, akkor már régen fénysebességgel repültek volna.

Számítógépek millióit használják a gazdaság, az ipar, a tudomány, a technológia, a pedagógia és az orvostudomány szinte minden ágazatában.

Ennek a fejlődésnek a fő oka a digitális elektronikai eszközök szokatlanul magas mikrominiatürizálásának aránya és a programozási fejlesztések, amelyek egyszerűvé és kényelmessé tették a hétköznapi felhasználók személyi számítógépekkel való „kommunikációját”.

Vissza előre

Figyelem! A dia-előnézetek csak tájékoztató jellegűek, és nem feltétlenül képviselik a prezentáció összes jellemzőjét. Ha érdekli ez a munka, töltse le a teljes verziót.

Az óra célja:

1. bemutatja a számítástechnika fejlődéstörténetét, a számítógépek elődjeiként szolgáló eszközöket és feltalálóikat
2. képet adjon a számítógépek fejlődése és az emberi társadalom fejlődése közötti összefüggésről,
3. bemutatni a különböző generációk számítógépeinek főbb jellemzőit.
4. Kognitív érdeklődés fejlesztése, további irodalom felhasználási képesség

Az óra típusa:új anyagok tanulása

Kilátás:óra-előadás

Szoftver és oktatási szoftver: PC, főbb eszközöket ábrázoló bemutató diák, feltalálók és tudósok portréi.

Tanterv:

1. Idő szervezése
2. Új ismeretek frissítése
3. A számítógépek háttere
4. Számítógépek generációi
5. A számítógépek jövője
6. Új ismeretek megszilárdítása
7. Összegezve a tanulságot
8. Házi feladat

1. Szervezési mozzanat

Színpadi feladat: A tanulók felkészítése az órán végzett munkára. (Ellenőrizze az osztály órára való felkészültségét, a szükséges tanszerek elérhetőségét, jelenlétet)

2. Új ismeretek frissítése

Színpadi feladat: A tanulók felkészítése az új ismeretek aktív asszimilációjára, a tanulók motivációjának és az oktatási és kognitív tevékenység céljainak elfogadásának biztosítása. Az órai célok kitűzése.

Helló! Ön szerint mely műszaki találmányok változtatták meg különösen az emberek munkamódszerét?

(A tanulók kifejtik véleményüket ebben a kérdésben, a tanár szükség esetén javítja)

- Igaza van, a fő technikai eszköz, amely befolyásolta az emberi munkát, a számítógépek feltalálása - az elektronikus számítástechnikai gépek. A mai órán megtudjuk, milyen számítástechnikai eszközök előzték meg a számítógépek megjelenését, hogyan változtak maguk a számítógépek, a számítógép kialakulásának sorrendjét, amikor egy egyszerűen számlálásra tervezett gépből összetett műszaki eszköz lett. Tanóránk témája: „Számítástechnika története. Számítógépek generációi." Tanóránk célja : megismerkedjen a számítástechnika fejlődéstörténetével, olyan eszközökkel, amelyek a számítógépek elődjei és feltalálói, megismerkedjen a különböző generációk számítógépeinek főbb jellemzőivel.

Az órán egy multimédiás prezentációt használunk, amely 4 részből áll: „A számítógépek őstörténete”, „Számítógépek generációi”, „Tudósok galériája”, „Számítógépes szótár”. Minden szakasznak van egy „Tesztelje ki magát” alszakasz - ez egy teszt, amelyben azonnal megtudja az eredményt.

3. Számítógépek háttere

Felhívjuk a tanulók figyelmét, hogy a számítógép egy elektronikus számítástechnikai gép, egy másik „számítógép” vagy „számítógép” elnevezés az angol „compute” - számolni igéből származik, így a „számítógép” szó „számítógép”-nek fordítható. Vagyis mind a számítógép szóban, mind a számítógép szóban a számítások a fő jelentése. Bár te és én jól tudjuk, hogy a modern számítógépek nemcsak számításokat tesznek lehetővé, hanem szövegek, rajzok, videók, hangok létrehozását és feldolgozását is. Nézzünk a történelembe...

(egyidejűleg elkészítjük a „Számítógépek őstörténete” táblázatot egy notebookban)

"A számítógépek őstörténete"

Az ókori ember az írás előtt elsajátította a számolást. A férfi az ujjait választotta első asszisztensnek a számolásban. A tíz ujj jelenléte képezte a decimális számrendszer alapját. A különböző országok más-más nyelven beszélnek és írnak, de ugyanannak számítanak. A Kr.e. V. században. A görögök és az egyiptomiak az ABAC-ot használták a számláláshoz, az orosz abakuszhoz hasonló eszközt.

Az Abacus egy görög szó, és számlálódeszkának fordítják. A tervezés mögött az az ötlet, hogy egy speciális számítási mező legyen, ahol a számláló elemeket bizonyos szabályok szerint mozgatják. Valójában kezdetben az abakusz porral vagy homokkal borított deszka volt. Rajzolhat rá vonalakat és mozgathat kavicsokat. Az ókori Görögországban az abakuszt elsősorban pénzügyletek végrehajtására használták. A bal oldalon a nagy pénzegységeket, a jobb oldalon a kis pénzeket számolták. A számlálás kettes-ötös számrendszerben történt. Egy ilyen táblán könnyű volt összeadni és kivonni, hozzáadni vagy eltávolítani kavicsokat, és kategóriáról kategóriára mozgatni.

Az ókori Rómába érve az abakusz megjelenése megváltozott. A rómaiak bronzból, elefántcsontból vagy színes üvegből kezdték készíteni. A deszkán két sor rés volt, amelyek mentén a csontokat mozgatni lehetett. Az abakusz valódi számolóeszközzé változott, amivel akár törteket is lehetett ábrázolni, és sokkal kényelmesebb volt, mint a görög. A rómaiak ezt az eszközt calculare-nak - „kavicsnak” nevezték. Innen származik a latin calculare ige – „számítani”, és innen származik az orosz „számológép” szó.

A Római Birodalom bukása után a tudomány és a kultúra hanyatlásnak indult, és az abakuszt egy ideig bezárták. Csak a 10. században kelt újjá és terjedt el Európa-szerte. Az abakuszt kereskedők, pénzváltók és kézművesek használták. Az abakusz még hat évszázaddal később is a számítások elvégzésének elengedhetetlen eszköze maradt.

Természetes, hogy ilyen hosszú idő alatt az abakusz megváltoztatta megjelenését, és az XLL-XLLL században elnyerte az úgynevezett vonalakon és közöttük való számolás formáját. Ez a számlálási forma egyes európai országokban a 16. század végéig megmaradt. és csak ezután engedett végre teret a papíron történő számításoknak.

Kínában az abakuszt a Kr.e. 4. század óta ismerik. A számlálópálcákat egy speciális táblára rakták ki. Fokozatosan felváltották őket a sokszínű chipsek, és az 5. században megjelent a kínai abakusz - suan-pan. Keret volt, két sor maggal, gallyakra felfűzve. Mindegyik gallyon hét volt. Kínából Suan-pan érkezett Japánba. Ez a 15. században történt, és az eszközt „soroban”-nak hívták.

Oroszországban az abakusz Japánnal egy időben jelent meg. De az orosz abakuszt függetlenül találták fel, amint azt a következő tényezők igazolják. Először is, az orosz abakusz nagyon különbözik a kínaitól. Másodszor, ennek a találmánynak megvan a maga története.

A „kockákkal való számolás” általános volt Oroszországban. Közel volt az európai sorszámláláshoz, de az írnokok zseton helyett gyümölcsmagot használtak. Az XVL-ben megjelent a tábla abacus, az orosz abakusz első változata. Az ilyen beszámolókat ma a moszkvai Történeti Múzeumban őrzik.

Oroszországban közel 300 évig használták az abacusokat, és csak olcsó zsebszámológépek váltották fel őket.

A világ első összeadásra képes automata eszközét mechanikus óra alapján hozták létre, és Wilhelm Schickard, az egyik németországi egyetem keleti nyelvek tanszékének professzora fejlesztette ki 1623-ban. De minden bizonnyal Blaise Pascal, Godfried Leibniz és Charles Babbage felbecsülhetetlen értékű hozzájárulást nyújtott a számításokat segítő eszközök fejlesztéséhez.

1642-ben az emberiség történetének egyik legnagyobb tudósa, a francia matematikus, fizikus, filozófus és teológus, Blaise Pascal feltalált és gyártott egy mechanikus eszközt a számok összeadására és kivonására - az ARITHMOMETER-t. ? Mit gondol, milyen anyagból készült a történelem első adagológépe? (fa).

Megalakult a jövőbeli gép tervezésének fő ötlete - az automatikus kisülési átvitel. „Minden kerék... egy bizonyos kategóriához, amely tíz számtani számjeggyel mozog, a következőt csak egy számjeggyel mozgatja” – ez a találmányi képlet megerősítette Blaise Pascal elsőbbségét a találmányban, és biztosította jogát autók gyártására és eladására.

Pascal gépe számokat adott hozzá speciális lemezekre - kerekekre. Egy ötjegyű szám decimális számjegyeit a digitális osztásokat jelölő lemezek forgatásával adtuk meg. Az eredmény az ablakokban olvasható. A korongoknak egy hosszúkás foguk volt, hogy lehetővé tegyék a következő fokozatba való áthelyezést.

A kezdeti számokat a tárcsakerekek elforgatásával, a fogantyú elforgatásával állítottuk mozgásba a különböző fogaskerekek és görgők, ennek eredményeként speciális számokkal ellátott kerekek mutatták az összeadás vagy kivonás eredményét.

Pascal az emberiség egyik legnagyobb zsenije volt. Matematikus, fizikus, szerelő, feltaláló és író volt. A matematika tételei és a fizika törvényei az ő nevét viselik. A fizikában a nyomás mértékegysége Pascal. A számítástechnikában az egyik legnépszerűbb programozási nyelv az ő nevét viseli.

1673-ban a német matematikus és filozófus, Gottfried Wilhelm Leibniz feltalált és gyártott egy összeadógépet, amely nemcsak összeadni és kivonni tudott, hanem szorozni és osztani is. Az első számítógépek szűkössége és primitívsége nem akadályozta meg Pascalt és Leibnizt abban, hogy számos érdekes gondolatot fogalmazzanak meg a számítástechnika jövőbeli szerepéről. Leibniz olyan gépekről írt, amelyek nemcsak számokkal, hanem szavakkal, fogalmakkal, képletekkel is működnének, és logikai műveleteket is végrehajthatnának. Ez a gondolat Leibniz legtöbb kortársa számára abszurdnak tűnt. A 18. században Leibniz nézeteit a nagy angol szatirikus, J. Swift, a Gulliver utazásai című híres regény szerzője nevettette ki.

Csak a 20. században vált világossá Pascal és Leibniz gondolatainak jelentősége.

A számítástechnikai eszközök mellett kialakultak a BEÁLLÍTOTT PROGRAM SZERINTI AUTOMATIKUS MŰKÖDÉS mechanizmusai is (jukeboxok, ütőórák, Jacquard szövőszékek).

A 19. század elején Charles Babbage angol matematikus, aki navigációs táblázatok összeállításával foglalkozott, kifejlesztett egy számítástechnikai „analitikai” motor PROJEKTET, amely a PROGRAM CONTROL PRINCIP (PCU) elvén alapult. Babbage újító gondolatát tanítványa, Ada Lovelace, a költő, George Byron lánya vette át és fejlesztette ki – aki a világ első programozója lett. Babbage projektjének gyakorlati megvalósítása azonban az ipar és a technológia elégtelen fejlettsége miatt lehetetlen volt.

A Babbage gépének fő elemei a modern számítógépben:

1. A raktár egy olyan eszköz, ahol a kezdeti számokat és a közbenső eredményeket tárolják. Egy modern számítógépben ez a memória.
2. A gyár egy aritmetikai eszköz, amelyben a Raktárból vett számokkal műveleteket hajtanak végre. Egy modern számítógépben ez a processzor.
3. Forrás adatbeviteli blokkok – beviteli eszköz.
4. Nyomtatási eredmények – kimeneti eszköz.

A gép architektúrája gyakorlatilag megfelel a modern számítógépek architektúrájának, és az elemző motor által végrehajtott parancsok lényegében az összes processzorparancsot tartalmazták.

Érdekes történelmi tény, hogy az Analytical Engine első programját Ada Augusta Lovelace, a nagy angol költő, George Byron lánya írta. Babbage fertőzte meg azzal a gondolattal, hogy készítsen egy számítógépes gépet.

A mechanikus eszközök lyukkártyával történő programozásának ötletét először 1804-ben valósították meg egy szövőszékben. Először a szövőszéktervezők használták őket. A londoni takácsnak, Joseph Marie Jacquardnak ez sikerült. 1801-ben megalkotta a lyukkártyákkal vezérelt automatikus szövőszéket.

A cérna a sikló minden egyes mozdulatával emelkedett vagy leesett, attól függően, hogy volt-e lyuk vagy sem. A keresztirányú szál a lyukkártyán lévő programtól függően mindegyik hosszanti oldalt megkerülheti az egyik vagy a másik oldalon, és ezáltal az összefonódott szálak bonyolult mintáját hozhatja létre. Ezt a szövést „jacquardnak” nevezik, és az egyik legösszetettebb és legbonyolultabb szövésnek tartják. Ez a programvezérelt szövőszék volt az első tömegesen gyártott ipari eszköz, és az egyik legfejlettebb ember által valaha készített gépnek tartják.

Az első programozónak, Ada Augusta Lovelace-nek is eszébe jutott egy műsor lyukkártyára történő rögzítésének ötlete. Ő javasolta a perforált kártyák használatát a Babbage's Analytical Engine-ben. Egyik levelében különösen ezt írta: „Az Analytical Engine ugyanúgy szövi algebrai mintákat, mint a szövőszék a színeket és a leveleket.”

Herman Hollerith lyukkártyákat is használt a gépében az információk rögzítésére és feldolgozására. A lyukkártyákat az első generációs számítógépekben is használták.

A 20. század 40-es éveiig a számítástechnikát az összeadó gépek képviselték, amelyek a mechanikusból elektromossá váltak, ahol az elektromágneses relék több másodpercet töltöttek a számok szorzásával, ami pontosan ugyanazon az elven működött, mint Pascal és Leibniz összeadógépei. Ráadásul nagyon megbízhatatlanok voltak, és gyakran tönkrementek. Érdekes, hogy egykor egy elektromos adagológép meghibásodásának oka egy relébe ragadt lepke volt, angolul „moly, bogár” - bug, innen ered a „bug” fogalma, mint egy számítógép meghibásodása.

Herman Hollerith 1860. február 29-én született az amerikai Buffalo városában, német emigránsok családjában. Herman könnyen eljutott a matematika és a természettudományok felé, és 15 évesen belépett a Columbia Egyetem Bányászati ​​Iskolájába. Ugyanezen az egyetemen egy professzor felhívta a figyelmet a tehetséges fiatalemberre, és az iskola elvégzése után meghívta az általa vezetett Országos Népszámlálási Hivatalba. Tízévente népszámlálást végeztek. A népesség folyamatosan nőtt, száma az Egyesült Államokban ekkorra körülbelül 50 millió ember volt. Szinte lehetetlen volt mindenkinek kézzel kitölteni egy kártyát, majd kiszámítani és feldolgozni az eredményeket. Ez a folyamat több évig elhúzódott, majdnem a következő népszámlálásig. Meg kellett találni a kiutat ebből a helyzetből. Herman Hollerith ötletét ennek a folyamatnak a gépesítésére Dr. John Billingstől kapta, aki az összevont adatok osztályát vezette. Lyukkártyák használatát javasolta az információk rögzítésére. Hollerith elnevezte az autóját tabulátorés be 1887 évben Baltimore-ban tesztelték. Az eredmények pozitívak voltak, és a kísérletet megismételték St. Louisban. Az időgyarapodás csaknem tízszeres volt. Az Egyesült Államok kormánya azonnal szerződést kötött Hollerith-szel a tabulátorok szállítására, és már 1890-ben a népszámlálást gépekkel végezték. Az eredmények feldolgozása kevesebb mint két évig tartott, és 5 millió dollárt takarított meg. A Hollerith-féle rendszer nemcsak nagy sebességet biztosított, hanem lehetővé tette a különböző paraméterek statisztikai adatainak összehasonlítását is. Hollerith kifejlesztett egy kényelmes kulcslyukasztót, amellyel percenként körülbelül 100 lyukat lehet egyszerre több kártyán kilyukasztani, és automatizálta a lyukkártyák adagolásának és válogatásának folyamatát. A szortírozást egy fedeles dobozok formájában lévő eszközzel végezték. A lyukkártyák egyfajta futószalagon mozogtak. A kártya egyik oldalán rugókon leolvasó tüskék, a másikon higanytartály volt. Amikor a csap a lyukkártyán lévő lyukba esett, a másik oldalon lévő higanynak köszönhetően lezárt egy elektromos áramkört. A megfelelő doboz fedelét kinyitották, és egy lyukkártya esett bele. A tabulátort több országban használták népszámláláshoz.

1896-ban Herm Hollerith megalapította a Tabulating Machine Company-t (TMC), és gépeit mindenhol használták - mind a nagy ipari vállalatokban, mind a hétköznapi cégekben. 1900-ban pedig a tabulátort használták az összeíráshoz. átnevezi a céget IBM-re (International Business Machines).

4. Számítógép-generációk (számítógépek)

(egyidejűleg jegyzeteket készítünk a füzetekbe és a „Számítógépek (számítógépek) generációi” táblázatba)

énszámítógép generáció: A 20. század 30-as éveiben áttörés és radikális forradalom következett be a fizika fejlődésében. A számítógépekben már nem kerekeket, görgőket és reléket használtak, hanem vákuum-vákuumcsövet. Az elektromechanikus elemekről az elektronikusakra való átállás azonnal több százszorosára növelte a gépek sebességét. Az első működő számítógépet 1945-ben az Egyesült Államokban, a Pennsylvaniai Egyetemen építették Eckert és Mauchly tudósok, és az ENIAC nevet kapta. Ez a gép az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumának megrendelésére készült légvédelmi rendszerekhez és az irányítás automatizálásához. A légi célba ütköző lövedék röppályájának és sebességének helyes kiszámításához 6 differenciálegyenletből álló rendszert kellett megoldani. Az első számítógépnek ezt a problémát kellett volna megoldania. Az első számítógép egy épület két emeletét foglalta el, 30 tonnát nyomott, és több tízezer elektronikus csőből állt, amelyeket vezetékekkel kötöttek össze, amelyek teljes hossza 10 ezer km volt. Amikor az ENIAC számítógép működött, a városban kikapcsolták az áramot, annyi áramot emésztett fel ez a gép, az elektronikus csövek gyorsan túlmelegedtek és meghibásodtak. Diákok egész csoportja nem tett mást, mint folyamatosan kereste és cserélte a kiégett lámpákat.

A Szovjetunióban a számítástechnika megalapítója Szergej Alekszejevics Lebegyev volt, aki 1951-ben (Kijev) megalkotta a MESM-et (kis számológép) és 1952-ben, Moszkvában a BESM-et (nagy sebességű ESM).

IIgeneráció: 1948-ban Walter Brighten amerikai tudós feltalálta a TRANZISZTORT, egy félvezető eszközt, amely felváltotta a rádiócsöveket. A tranzisztor sokkal kisebb volt, mint egy rádiócső, megbízhatóbb volt és sokkal kevesebb áramot fogyasztott; önmagában 40 vákuumcsövet helyettesített! A számítógépek kisebbek és jóval olcsóbbak lettek, sebességük elérte a másodpercenkénti több száz műveletet. Ma a számítógépek akkorák voltak, mint egy hűtőszekrény, és tudományos és műszaki intézetek is megvásárolhatták és használhatták őket. Abban az időben a Szovjetunió lépést tartott a korral, és világszínvonalú BESM-6 számítógépeket gyártott.

IIIgeneráció: A 20. század második felét a tudomány és a technika, elsősorban a félvezető fizikának rohamos fejlődése jellemzi, 1964-től kezdték el a tranzisztorokat a kristályok felületén készült mikroáramkörökre helyezni. Ez lehetővé tette a teljesítmény milliomodik korlátjának leküzdését.

IVgeneráció: 1980 óta a tudósok megtanultak több integrált áramkört egyetlen chipre helyezni, a mikroelektronika fejlődése mikroprocesszorok létrehozásához vezetett. Az IC kristály kisebb és vékonyabb, mint egy kontaktlencse. A modern számítógépek teljesítménye másodpercenként több százmillió műveletet tesz ki.

1977-ben jelent meg az első PC (személyi számítógép) az Apple Macintosh-ról. 1981 óta az IBM (International Business Machine) vezető szerepet tölt be a PC-gyártásban, ez a cég a 19. század óta működik az Egyesült Államok piacán, és különféle irodai eszközöket gyárt - abakuszt, tollfeltöltő gépeket stb. és megbízható vállalattá nőtte ki magát, amelyben a legtöbb üzletember megbízik az Egyesült Államokban. De nem ez az egyetlen oka annak, hogy az IBM PC-k sokkal népszerűbbek voltak, mint az Apple Macintosh PC-k. Az Apple Macintosh PC-k „fekete dobozt” jelentettek a felhasználó számára – nem lehetett szétszerelni, frissíteni vagy új eszközöket csatlakoztatni a számítógéphez, míg az IBM PC-k nyitva álltak a felhasználó előtt, és így lehetővé tették a PC-k összeszerelését. gyerek építőkészlet, így a legtöbb felhasználó az IBM PC-ket választotta. Bár a számítógép szó hallatán a PC jut eszünkbe, vannak olyan feladatok, amelyeket még a modern PC-k sem képesek megoldani, amelyeket csak szuperszámítógépek tudnak megoldani, amelyek sebessége másodpercenként milliárdnyi műveletet tesz ki.

Lebegyev tudományos iskolája eredményeiben sikeresen felvette a versenyt a vezető amerikai IBM vállalattal. A világ tudósai, Lebegyev kortársai között nincs olyan ember, aki hozzá hasonlóan hatalmas kreatív potenciállal rendelkezne, hogy tudományos tevékenységével lefedje az első csöves számítógépek megalkotásától az ultra-nagy sebességű szuperszámítógépig tartó időszakot. Amikor Norbert Wiener amerikai tudós, akit az „első kiberpróféta”-nak neveznek, 1960-ban a Szovjetunióba érkezett, megjegyezte: „A berendezések terén eléggé le vannak maradva, de messze előttünk járnak az automatizálás elméletében.” Sajnos a hatvanas években a kibernetika tudományát „burzsoá áltudományként” üldözték, a kibernetikus tudósokat bebörtönözték, ezért a szovjet elektronika érezhetően lemaradt a külföldiektől. Bár lehetetlenné vált új számítógépek létrehozása, senki sem tudta megakadályozni a tudósokat a gondolkodásban. Ezért orosz tudósaink még mindig a világ tudományos gondolkodása előtt járnak az automatizáláselmélet területén.

A számítógépes programok fejlesztéséhez különféle programozási nyelveket (algoritmikus nyelveket) hoztak létre. FORTRAN FORTRAN - FORmula TRANslated - az első nyelv, amelyet 1956-ban hozott létre J. Backus. 1961-ben jelent meg a BASIC BASIC (Beginners All-purpose Symbolic Instartion Code) – T. Kurtz, J. Kemeny.1971-ben a Zürichi Egyetem professzora, Nicholas Wirth megalkotta a Pascal Pascal nyelvet, amelyet Blaise Pascal tudósról nevezett el. Más nyelveket is létrehoztak: Ada, Algol, Cobol, C, Prolog, Fred, Logo, Lisp stb. De még mindig a legnépszerűbb programozási nyelv a Pascal, sok későbbi nyelv Pascaltól vette át az alapvető parancsokat és elveket. programépítés, például a C, C+ nyelv és a Delphi programozási rendszer, sőt a BASIC is megváltozott, szerkezetét és sokoldalúságát Pascaltól kölcsönözte. A 11. évfolyamon Pascal nyelvet tanulunk, és megtanuljuk a képletekkel kapcsolatos feladatok megoldására, szövegfeldolgozásra alkalmas programokat készíteni, megtanulunk rajzolni, mozgó rajzokat készíteni.

Szuperszámítógépek

5. A számítástechnika jövője

• A mesterséges intelligencia (AI) előnyei:
• Molekuláris számítógépek
• Bioszámítógépek
• Optikai számítógépek
• Kvantumszámítógépek

6. Új ismeretek megszilárdítása

Lehetőség van új anyagok megszilárdítására egy teszt segítségével egy multimédiás prezentációban a leckéhez: a „Teszteld magad” rész az előadás minden részében: „Számítógépek háttere”, „Számítógépek generációi”, „Tudomosok galériája”.

A témával kapcsolatos ismeretek tesztelése a „Számítástudomány története” tesztekkel lehetséges ( 1. számú melléklet) 4 változatban és egy teszt a tudósokról „Informatika a személyekben” ( 2. függelék)

7. A lecke összegzése

A kitöltött táblázatok ellenőrzése ( 3. függelék)

8. Házi feladat

• előadás jegyzetfüzetben prezentációhoz, táblázatok „A számítógépek őstörténete”, „Számítógépek generációi”
• üzenetet készíteni a számítógépek 5. generációjáról (a számítógépek jövőjéről)

Az általuk készített számítógép ezerszer gyorsabban működött, mint a Mark 1. De kiderült, hogy ez a számítógép legtöbbször tétlen volt, mert a számítási módszer (program) beállításához ebben a számítógépben több órán keresztül vagy akár több napig is össze kellett kötni a vezetékeket a szükséges módon. És maga a számítás csak néhány percet vagy akár másodpercet is igénybe vehet.

A programok beállítási folyamatának egyszerűsítése és felgyorsítása érdekében Mauchly és Eckert egy új számítógép tervezésébe kezdett, amely képes a programot a memóriájában tárolni. 1945-ben a híres matematikust, John von Neumannt bevonták dolgozni, és jelentést készített erről a számítógépről. A jelentést sok tudósnak elküldték, és széles körben ismertté vált, mert Neumann világosan és egyszerűen megfogalmazta a számítógépek, vagyis az univerzális számítástechnikai eszközök működésének általános elveit. És a mai napig a számítógépek túlnyomó többsége azon elvek szerint készül, amelyeket Neumann János 1945-ös jelentésében felvázolt. Az első, Neumann elveit megtestesítő számítógépet Maurice Wilkes angol kutató építette 1949-ben.

Az első elektronikus soros gép UNIVAC (Universal Automatic Computer) fejlesztését 1947 körül kezdte Eckert és Mauchli, akik ugyanazon év decemberében megalapították az ECKERT-MAUCHLI céget. A gép első modellje (UNIVAC-1) az Egyesült Államok Népszámlálási Hivatala számára készült és 1951 tavaszán került üzembe. Az ENIAC és EDVAC számítógépek alapján készült az UNIVAC-1 szinkron, szekvenciális számítógép. 2,25 MHz órajelen működött, és körülbelül 5000 vákuumcsövet tartalmazott. Az 1000 db 12 bites decimális számot tartalmazó belső tárolóeszköz 100 higanyos késleltetési vonalon került megvalósításra.

Nem sokkal az UNIVAC-1 gép üzembe helyezése után fejlesztői az automatikus programozás ötletével álltak elő. Ez annyit jelentett, hogy a gép maga is el tudja készíteni az adott probléma megoldásához szükséges parancssort.

Az 1950-es évek elején a számítógép-tervezők munkájában erős korlátozó tényező volt a nagy sebességű memória hiánya. A számítástechnika egyik úttörője, D. Eckert szerint „a gép architektúráját a memória határozza meg”. A kutatók erőfeszítéseiket a huzalmátrixokra felfűzött ferritgyűrűk memóriatulajdonságaira összpontosították.

J. Forrester 1951-ben publikált egy cikket a mágneses magok digitális információ tárolására való használatáról. A Whirlwind-1 gép volt az első, amely mágneses magmemóriát használt. 2 db 32 x 32 x 17 méretű kockából állt, amelyek magjai 2048 szó tárolását biztosították 16 bites bináris számokhoz egy paritásbittel.

Hamarosan az IBM bekapcsolódott az elektronikus számítógépek fejlesztésébe. 1952-ben kiadta első ipari elektronikus számítógépét, az IBM 701-et, amely egy szinkron párhuzamos számítógép volt, amely 4000 vákuumcsövet és 12000 germánium diódát tartalmazott. Az IBM 704 gép továbbfejlesztett változata nagy sebességgel tűnt ki, indexregisztereket használt, és lebegőpontos formában ábrázolta az adatokat.

IBM 704
Az IBM 704-es számítógép után megjelent az IBM 709, ami építészetileg közel állt a második és harmadik generáció gépeihez. Ebben a gépben először alkalmaztak közvetett címzést, és először jelentek meg I/O csatornák.

1956-ban az IBM kifejlesztett egy légpárnán lebegő mágneses fejeket. Találmányuk lehetővé tette egy új típusú memória - a lemeztároló eszközök (SD) létrehozását, amelyek fontosságát a számítástechnika fejlődésének következő évtizedeiben teljes mértékben felértékelték. Az első lemezes tárolóeszközök az IBM 305 és RAMAC gépekben jelentek meg. Utóbbi 50 db mágneses bevonatú fémkorongból állt, amelyek 12 000 fordulat/perc fordulatszámmal forogtak. A lemez felülete 100 sávot tartalmazott az adatok rögzítésére, egyenként 10 000 karaktert.

Az első UNIVAC-1 sorozatgyártású számítógépet követően a Remington-Rand 1952-ben kiadta az UNIVAC-1103 számítógépet, amely 50-szer gyorsabban működött. Később az UNIVAC-1103 számítógépen először alkalmaztak szoftveres megszakításokat.

A Rernington-Rand alkalmazottai az írási algoritmusok algebrai formáját használták, amelyet „Short Code”-nak neveztek (az első interpretátort 1949-ben hozta létre John Mauchly). Ezen kívül meg kell jegyezni az amerikai haditengerészet tisztjét és a programozói csoport vezetőjét, majd Grace Hopper kapitányt (később a haditengerészet egyetlen női admirálisát), aki az első fordítóprogramot fejlesztette ki. A „fordító” kifejezést egyébként G. Hopper vezette be először 1951-ben. Ez a fordítóprogram az egész programot lefordította gépi nyelvre, feldolgozásra alkalmas algebrai formában. G. Hopper a számítógépekre vonatkozó „bug” kifejezés szerzője is. Egyszer egy bogár (angolul - bug) berepült a laboratóriumba egy nyitott ablakon keresztül, amely az érintkezőkre ülve rövidre zárta azokat, komoly meghibásodást okozva a gép működésében. Az égett bogarat az adminisztrációs naplóra ragasztották, ahol különféle meghibásodásokat rögzítettek. Így dokumentálták a számítógépek első hibáját.

Az IBM megtette az első lépéseket a programozás automatizálása terén, amikor 1953-ban létrehozta az IBM 701-es géphez a „Fast Coding System”-et. A Szovjetunióban A. A. Lyapunov javasolta az egyik első programozási nyelvet. 1957-ben egy D. Backus vezette csoport befejezte a munkát az első, később népszerűvé vált magas szintű programozási nyelven, a FORTRAN néven. Az első alkalommal az IBM 704 számítógépen implementált nyelv hozzájárult a számítógépek körének bővítéséhez.

Alekszej Andrejevics Ljapunov
1951 júliusában Nagy-Britanniában a Manchesteri Egyetemen tartott konferencián M. Wilkes bemutatta a „The Best Method for Designing an Automatic Machine” című jelentést, amely a mikroprogramozás alapjainak úttörő munkája lett. Az általa javasolt módszer a vezérlőberendezések tervezésére széleskörű alkalmazásra talált.

M. Wilkes 1957-ben valósította meg a mikroprogramozás ötletét az EDSAC-2 gép megalkotásakor. 1951-ben M. Wilkes D. Wheelerrel és S. Gill-lel együtt megírta az első programozási tankönyvet „Programok összeállítása elektronikus számítástechnikai gépekhez” címmel.

1956-ban a Ferranti kiadta a Pegasus számítógépet, amely először valósította meg az általános célú regiszterek (GPR) koncepcióját. A RON megjelenésével megszűnt az indexregiszterek és az akkumulátorok közötti különbségtétel, és a programozónak nem egy, hanem több akkumulátorregisztere állt a rendelkezésére.

A személyi számítógépek megjelenése

Az Altair-8800 sikere sok céget arra kényszerített, hogy személyi számítógépeket is gyártson. A személyi számítógépeket teljesen felszerelve, billentyűzettel és monitorral kezdték árulni, ezek iránt évi tíz-, majd százezer darabra rúgott a kereslet. Számos személyi számítógépekkel foglalkozó magazin jelent meg. Az eladások növekedését nagymértékben elősegítette számos hasznos, gyakorlati jelentőségű program. Megjelentek a kereskedelmi forgalomban terjesztett programok is, például a WordStar szövegszerkesztő program és a VisiCalc táblázatkezelő (1978, illetve 1979). Ezek és sok más program nagyon jövedelmezővé tette a személyi számítógépek vásárlását az üzleti életben: segítségükkel lehetővé vált számviteli számítások elvégzése, bizonylatok elkészítése stb. A nagy számítógépek ilyen célra történő használata túl költséges volt.

Az 1970-es évek végén a személyi számítógépek elterjedése még a nagy számítógépek és a miniszámítógépek (miniszámítógépek) iránti kereslet enyhe csökkenéséhez is vezetett. Ez komoly gondot okozott az IBM-nek, a nagy számítógépek gyártásában vezető vállalatnak, és 1979-ben az IBM úgy döntött, hogy kipróbálja magát a személyi számítógépek piacán. A vállalat vezetése azonban alábecsülte ennek a piacnak a jövőbeli jelentőségét, és a személyi számítógép megalkotását csak egy kisebb kísérletnek tekintette – valami olyasmi, mint az egyik a több tucat, a cégnél új berendezések létrehozása érdekében végzett munka közül. Annak érdekében, hogy ne költsenek túl sok pénzt erre a kísérletre, a cég vezetése a vállalatnál példátlan szabadságot adott a projektért felelős egységnek. Különösen megengedték neki, hogy ne a semmiből tervezzen személyi számítógépet, hanem más cégek által gyártott blokkokat használjon. Ez az egység pedig maximálisan kihasználta az adott lehetőséget.

A számítógép fő mikroprocesszorának az akkor legújabb, 16 bites Intel-8088 mikroprocesszort választották. Használata lehetővé tette a számítógép potenciális képességeinek jelentős növelését, mivel az új mikroprocesszor 1 megabájt memóriával dolgozott, és az akkoriban elérhető összes számítógép 64 kilobájtra korlátozta.

1981 augusztusában hivatalosan is bemutatták a nagyközönségnek az új számítógépet, az IBM PC-t, amely hamarosan nagy népszerűségre tett szert a felhasználók körében. Néhány évvel később az IBM PC vezető pozícióba került a piacon, kiszorítva a 8 bites számítógépmodelleket.

IBM PC
Az IBM PC népszerűségének titka, hogy az IBM nem tette számítógépét egyetlen egy darabból álló eszközzé, és nem védte szabadalmakkal a tervezését. Ehelyett önállóan gyártott alkatrészekből állította össze a számítógépet, és nem tartotta titokban ezen alkatrészek specifikációit és csatlakozási módját. Ezzel szemben az IBM PC tervezési elvei mindenki számára elérhetőek voltak. Ez a nyílt architektúra elvnek nevezett megközelítés az IBM PC-t lenyűgöző sikerré tette, bár megakadályozta, hogy az IBM megosszon a siker előnyeiből. Íme, hogyan hatott az IBM PC architektúra nyitottsága a személyi számítógépek fejlesztésére.

Az IBM PC ígérete és népszerűsége igen vonzóvá tette az IBM PC-hez különféle alkatrészek és kiegészítő eszközök gyártását. A gyártók közötti verseny olcsóbb alkatrészekhez és eszközökhöz vezetett. Nagyon hamar sok vállalat nem elégedett meg az IBM PC alkatrészeinek gyártóinak szerepével, és elkezdte összeszerelni az IBM PC-vel kompatibilis számítógépeit. Mivel ezeknek a cégeknek nem kellett viselniük az IBM hatalmas kutatási költségeit és egy hatalmas cég szerkezetének fenntartását, jóval olcsóbban (néha 2-3-szor) tudták eladni számítógépeiket, mint a hasonló IBM számítógépeket.

Az IBM PC-vel kompatibilis számítógépeket eleinte megvetően „klónoknak” nevezték, de ez a becenév nem fogott meg, mivel az IBM PC-kompatibilis számítógépek számos gyártója gyorsabban kezdett technikai fejlesztéseket megvalósítani, mint maga az IBM. A felhasználók önállóan frissíthették számítógépeiket, és több száz különböző gyártótól származó kiegészítő eszközökkel látták el őket.

A jövő személyi számítógépei

A PC kis méretű lesz, és a modern szuperszámítógépek teljesítményével rendelkezik. A PC mindennapi életünk minden területét lefedő információk tárházává válik, nem lesz elektromos hálózatokhoz kötve. Ez a számítógép védve lesz a tolvajoktól egy biometrikus szkennernek köszönhetően, amely ujjlenyomat alapján felismeri tulajdonosát.

A számítógéppel való kommunikáció fő módja a hang. Az asztali számítógép „cukorkalappá”, vagy inkább óriási számítógép-képernyővé - interaktív fotonikus kijelzővé - válik. Nincs szükség billentyűzetre, hiszen minden művelet egy ujj érintésével végrehajtható. De aki inkább a billentyűzetet részesíti előnyben, az bármikor létrehozhat egy virtuális billentyűzetet a képernyőn, és eltávolíthatja, ha már nincs rá szükség.

A számítógép lesz a ház operációs rendszere, és a ház elkezd reagálni a tulajdonos igényeire, ismeri a preferenciáit (7 órakor kávét főzni, kedvenc zenéjét lejátszani, felveszi a kívánt tévéműsort, beállítja a hőmérsékletet és páratartalom stb.)

A képernyő mérete nem játszik szerepet a jövő számítógépeiben. Lehet akkora, mint az asztali számítógép vagy kicsi. A számítógép-képernyők nagyobb változatai fotonikus gerjesztésű folyadékkristályokra épülnek majd, amelyek energiafogyasztása jóval alacsonyabb lesz, mint a mai LCD monitoroké. A színek élénkek és a képek pontosak lesznek (plazmakijelzők lehetségesek). Valójában a „felbontás” mai fogalma erősen elsorvad.

Számítástechnikai eszközök és eszközök az ókortól napjainkig

A számítástechnika fejlődésének fő állomásai: Kézi - a 17. századig, Mechanikai - a 17. század közepétől, Elektromechanikus - a 19. század 90-es évétől, Elektronikus - a 20. század 40-es évétől.

A manuális időszak az emberi civilizáció hajnalán kezdődött.

Bármilyen tevékenység során az ember mindig sokféle eszközt, eszközt és eszközt talált ki és alkotott meg képességeinek bővítése és a munka megkönnyítése érdekében.

A kereskedelem fejlődésével megjelent a számla igénye. Sok évszázaddal ezelőtt a különféle számítások elvégzéséhez az emberek először saját ujjaikat kezdték használni, majd kavicsokat, botokat, csomókat stb. De idővel az előtte álló feladatok bonyolultabbá váltak, és szükségessé vált olyan utakat találni, eszközöket találni, amelyek segíthetnek neki megoldani ezeket a problémákat.

Az egyik első eszköz (Kr. e. V. század), amely megkönnyítette a számításokat, egy speciális tábla volt, amelyet később abakusznak neveztek (a görög „számlálótábla”). A számításokat úgy végezték, hogy csontokat vagy kavicsokat mozgattak a bronzból, kőből, elefántcsontból stb. készült deszkák mélyedéseiben. Görögországban az abakusz már a Kr.e. V. században létezett. e. Az egyik horony mértékegységnek, a másik tízesnek stb. felelt meg. Ha a számlálás során valamelyik horonyban 10-nél több kavics gyűlt össze, azokat eltávolítottuk, és egy kavicsot hozzáadtunk a következő számjegyhez. A rómaiak továbbfejlesztették az abakuszt, a barázdákról és kavicsokról a vésett hornyokkal és márványgolyókkal ellátott márványtáblákká váltak. Segítségével lehetőség nyílt az összeadás és kivonás legegyszerűbb matematikai műveleteinek elvégzésére.

Az abacus kínai változata - suanpan - a Kr.u. 6. században jelent meg; A Soroban egy japán abakusz, a kínai suanpanból származik, amelyet a 15-16. században hoztak Japánba. XVI század - Tizedes számrendszerű orosz abakusz készül. Az évszázadok során jelentős változásokon mentek keresztül, de a 20. század 80-as éveiig továbbra is használatban vannak.

A 17. század elején J. Napier skót matematikus bevezette a logaritmusokat, amelyek forradalmi hatást gyakoroltak a számolásra. Az általa kitalált csúszószabályt tizenöt éve sikeresen használták, több mint 360 éven át szolgálta a mérnököket. Kétségtelenül ez az automatizálási korszak kézi számítástechnikai eszközeinek megkoronázása.

A mechanika fejlődése a 17. században előfeltétele lett a mechanikus számítási módszert alkalmazó számítástechnikai eszközök és műszerek létrehozásának. A mechanikus eszközök között vannak összeadó gépek (összeadhatnak és kivonhatnak), szorzóeszköz (szoroznak és osztanak), idővel egy - összeadó géppé egyesültek (mind a 4 aritmetikai műveletet elvégezhetik).

A zseniális olasz Leonardo da Vinci (1452-1519) naplóiban már korunkban is számos rajzot fedeztek fel, amelyekről kiderült, hogy a fogaskerekeken lévő összegző számítógép vázlata, amely képes 13 bites decimális számok összeadására. . Azokban a távoli években valószínűleg a zseniális tudós volt az egyetlen ember a Földön, aki megértette, hogy olyan eszközöket kell létrehozni, amelyek megkönnyítik a számítások elvégzését. Erre azonban olyan csekély volt az igény (vagy inkább egyáltalán nem létezett!), hogy csak több mint száz évvel Leonardo da Vinci halála után egy másik európait találtak - Wilhelm Schickard német tudóst (1592-1636). ), aki természetesen nem olvasta a nagy olasz naplóit – aki megoldást javasolt erre a problémára. Az ok, amiért Schiccard kifejlesztett egy hatjegyű tizedes számok összegzésére és szorzására alkalmas számológépet, a lengyel csillagász J. Keplerrel való ismeretsége volt. Miután megismerkedett a nagy csillagász főként számításokkal kapcsolatos munkásságával, Schickardot megihlette az ötlet, hogy segítse nehéz munkájában. Egy neki címzett, 1623-ban küldött levelében rajzot ad a gépről és elmondja, hogyan működik.

Az ilyen mechanizmusok egyik első példája Wilhelm Schickard német matematikus „számláló órája”. 1623-ban megalkotott egy gépet, amely az első automata számológép lett. Schickard gépe képes volt összeadni és kivonni a hatjegyű számokat, és ha megtelt, megkongatta a csengőt. Sajnos a történelem nem őrzött meg információkat az autó további sorsáról.

Leonardo da Vinci és Wilhelm Schiccard találmányai csak korunkban váltak ismertté. Ismeretlenek voltak kortársaik előtt.

Az első számítógépek közül a leghíresebb Blaise Pascal összegző gépe volt, aki 1642-ben megépítette a Pascalina modellt - összeadó gép nyolcjegyű számokhoz. B. Pascal 19 évesen kezdte meg alkotni a Pascalinát, figyelve apja munkáját, aki adószedő volt, és gyakran kellett hosszas és fárasztó számításokat végeznie. És egyetlen célja az volt, hogy segítse munkáját.

1673-ban Leibniz német matematikus megalkotta az első aritmométert, amellyel mind a négy aritmetikai műveletet elvégezhette. „...A gépem lehetővé teszi, hogy hatalmas számokon azonnal szorzást és osztást hajtsunk végre anélkül, hogy szekvenciális összeadást és kivonást kellene alkalmazni” – írta V. Leibniz egyik barátjának. Leibniz gépét a legtöbb európai országban ismerték.

A számítási elv sikeresnek bizonyult, ezt követően a modellt különböző országokban többször is finomították különböző tudósok.

1881-től pedig megszervezték az adagológépek sorozatgyártását, amelyeket a XX. század hatvanas éveiig gyakorlati számításokhoz használtak.

A leghíresebb sorozatgyártású modell az orosz gyártmányú Felix adagológép volt, amely 1900-ban kapta a nevét. a párizsi nemzetközi kiállításon aranyérmet kapott.

A gépészeti periódusba beletartoznak a Babidge elemzőgépeinek elméleti fejlesztései is, amelyek finanszírozás hiányában nem valósultak meg. Az elméleti fejlemények 1920-1971-ig nyúlnak vissza. Az Analytical Engine volt az első olyan gép, amely programvezérlés elvét alkalmazta, és bármilyen algoritmus kiszámítására szolgált, a bemenetet-kimenetet lyukkártyákkal tervezték, gőzgépen kellett volna működnie. Az elemző motor a következő négy fő részből állt: a kezdeti, a közbenső és a kapott adatok tárolására szolgáló egység (raktár - memória); adatfeldolgozó egység (malom - aritmetikai eszköz); számítási sorrend vezérlőegység (vezérlőkészülék); blokk a kezdeti adatok bevitelére és az eredmények nyomtatására (beviteli/kimeneti eszközök), amely később valamennyi modern számítógép szerkezetének prototípusaként szolgált. Lady Ada Lovelace (George Byron angol költő lánya) egyidejűleg dolgozott az angol tudóssal. Kidolgozta az első programokat a géphez, sok ötletet lefektetett, és számos olyan fogalmat és kifejezést vezetett be, amelyek a mai napig fennmaradtak. Lovelace grófnőt tartják az első számítógép-programozónak, és az ADA programozási nyelvet is róla nevezték el. Bár a projektet nem hajtották végre, a tudósok széles körben ismerték és nagyra értékelték. Charles Babidge egy évszázaddal megelőzte korát.

Folytatjuk…