Mechaninių kompiuterių vystymosi istorija. Kompiuterių inžinerija. Nuo skaičiuotuvo iki kompiuterio

Paskaita Nr. 10. KOMPIUTERIŲ INŽINERIJOS RAIDOS ISTORIJA

1.1. PRADINIS KOMPIUTERINĖS ĮRANGOS KŪRIMO ETAPAS

Poreikis automatizuoti duomenų apdorojimą, įskaitant skaičiavimus, atsirado jau seniai. Manoma, kad istoriškai pirmasis ir, atitinkamai, paprasčiausias skaičiavimo prietaisas buvo abakas, kuris reiškia rankinius skaičiavimo prietaisus.

Pirmasis mūsų bandymas išspręsti problemą sukurti mašiną, galinčią sudėti kelių skaitmenų sveikuosius skaičius, buvo 13 bitų pridėjimo įrenginio, kurį Leonardo da Vinci sukūrė apie 1500 m., eskizas.

1642 m. Blaise'as Pascalis išrado įrenginį, kuris mechaniškai atliko skaičių pridėjimą. Susipažinęs su Paskalio darbais ir išstudijavęs jo aritmetinę mašiną, Gotfrydas Vilhelmas Leibnicas gerokai ją patobulino ir 1673 m. sukūrė aritmometrą, leidžiantį mechaniškai atlikti keturis aritmetinius veiksmus. Nuo XIX amžiaus sudėjimo mašinos tapo labai plačiai paplitusios ir naudojamos. Jie netgi atliko labai sudėtingus skaičiavimus, pavyzdžiui, balistinių lentelių skaičiavimus artilerijos šaudymui. Buvo ypatinga profesija – skaitiklis.

Nepaisant akivaizdžios pažangos, palyginti su abaku ir panašiais rankinio skaičiavimo prietaisais, šie mechaniniai skaičiavimo įrenginiai reikalavo nuolatinio žmogaus dalyvavimo skaičiavimo proceso metu. Žmogus, atlikdamas skaičiavimus tokiu įrenginiu, pats kontroliuoja jo veikimą ir nustato atliekamų operacijų seką.

Kompiuterinių technologijų išradėjų svajonė buvo sukurti skaičiavimo mašiną, kuri be žmogaus įsikišimo atliktų skaičiavimus pagal iš anksto sudarytą programą.

Pirmoje XIX amžiaus pusėje anglų matematikas Charlesas Babbage'as bandė sukurti universalų skaičiavimo įrenginį - Analitinė mašina, kuris turėjo atlikti aritmetinius veiksmus be žmogaus įsikišimo. Analitinis variklis apėmė principus, kurie tapo pagrindiniais kompiuteriams, ir suteikė visus pagrindinius komponentus, esančius šiuolaikiniame kompiuteryje. „Babbage“ analitinį variklį turėjo sudaryti šios dalys:

1. „Gamykla“ yra įrenginys, kuriame atliekamos visos visų tipų duomenų apdorojimo operacijos (ALU).

2. „Biuras“ – įrenginys, užtikrinantis duomenų apdorojimo programos vykdymo organizavimą ir koordinuotą visų mašinos komponentų veikimą šio proceso metu (CU).

3. „Sandėlis“ yra įrenginys, skirtas saugoti pradinius duomenis, tarpines reikšmes ir duomenų apdorojimo rezultatus (atmintį arba tiesiog atmintį).

4. Įrenginiai, galintys konvertuoti duomenis į kompiuteriui prieinamą formą (kodavimas). Įvesties įrenginiai.

5. Įrenginiai, galintys konvertuoti duomenų apdorojimo rezultatus į žmogui suprantamą formą. Išvesties įrenginiai.

Galutinėje mašinos versijoje jis turėjo tris perfokortelių įvesties įrenginius, iš kurių buvo nuskaitoma programa ir apdoroti duomenys.

Babbage'ui nepavyko užbaigti darbo – pagal tuometinę mechaninę technologiją jis pasirodė per sunkus. Tačiau jis išplėtojo pagrindines idėjas, o 1943 m. amerikietis Howardas Aikenas, remdamasis XX a. elektromechaninės relės– galėjo statyti vienoje iš įmonės įmonių IBM toks automobilis pavadinimu „Mark-1“. Skaičiams pavaizduoti buvo naudojami mechaniniai elementai (skaičiavimo ratai), valdymui – elektromechaniniai elementai.

1.2. ŠIUOLAIKINĖS ELEKTRONINĖS kompiuterijos inžinerijos ISTORIJOS PRADŽIA

Tikra skaičiavimo revoliucija įvyko dėl elektroninių prietaisų naudojimo. Darbas su jais prasidėjo 30-ųjų pabaigoje vienu metu JAV, Vokietijoje, Didžiojoje Britanijoje ir SSRS. Tuo metu vakuuminiai vamzdžiai, tapę skaitmeninės informacijos apdorojimo ir saugojimo prietaisų technine baze, jau buvo plačiai naudojami radijo inžinerijos įrenginiuose.

Vienas didžiausių Amerikos matematikų Johnas von Neumannas labai prisidėjo prie elektroninių kompiuterių technologijų kūrimo teorijos ir praktikos pradiniame jos vystymosi etape. „Fon Neumanno principai“ visam laikui įėjo į mokslo istoriją. Šių principų derinys davė pradžią klasikinei (von Neumann) kompiuterių architektūrai. Vienas iš svarbiausių principų – saugomos programos principas – reikalauja, kad programa mašinos atmintyje būtų saugoma taip pat, kaip joje saugoma pradinė informacija. Pirmasis kompiuteris su išsaugota programa ( EDSAC ) buvo pastatytas Didžiojoje Britanijoje 1949 m.

Mūsų šalyje iki 70-ųjų kompiuterių kūrimas buvo vykdomas beveik visiškai nepriklausomai ir nepriklausomai nuo išorinio pasaulio (o pats „pasaulis“ buvo beveik visiškai priklausomas nuo JAV). Faktas yra tas, kad elektroninės kompiuterinės technologijos nuo pat jos sukūrimo momento buvo laikomos itin slaptu strateginiu produktu, o SSRS turėjo ją kurti ir gaminti savarankiškai. Palaipsniui slaptumo režimas buvo švelninamas, tačiau net 80-ųjų pabaigoje mūsų šalis užsienyje galėjo įsigyti tik pasenusius kompiuterių modelius (o moderniausius ir galingiausius kompiuterius iki šiol slapta kuria ir gamina pirmaujantys gamintojai – JAV ir Japonija režimas).

Pirmasis buitinis kompiuteris MESM („mažas elektroninis kompiuteris“) buvo sukurtas 1951 m., vadovaujant Sergejui Aleksandrovičiui Lebedevui, didžiausiam sovietų kompiuterių dizaineriui. Tarp jų rekordas ir vienas geriausių savo laiku pasaulyje buvo BESM-6 („didelė elektroninė skaičiavimo mašina, 6-asis modelis“), sukurtas septintojo dešimtmečio viduryje ir ilgą laiką buvo pagrindinė gynybos, kosmoso mašina. tyrimai, moksliniai ir techniniai tyrimai SSRS. Be BESM serijos mašinų, buvo gaminami ir kitų serijų kompiuteriai - „Minsk“, „Ural“, M-20, „Mir“ ir kt.

Pradėjus serijinę gamybą, kompiuteriai pradėti skirstyti į kartas; atitinkama klasifikacija pateikiama toliau.

1.3. KOMPIUTERIŲ KARTOS

Kompiuterinių technologijų istorijoje yra savotiška kompiuterių periodizacija pagal kartas. Iš pradžių buvo remiamasi fiziniu ir technologiniu principu: mašina priskiriama vienai ar kitai kartai priklausomai nuo joje naudojamų fizinių elementų ar jų gamybos technologijos. Kartų ribos laike yra neryškios, nes tuo pačiu metu buvo gaminami visiškai skirtingo lygio automobiliai. Kai pateikiamos datos, susijusios su kartomis, jos greičiausiai reiškia pramoninės gamybos laikotarpį; dizainas buvo atliktas daug anksčiau, o labai egzotiškų prietaisų galima rasti ir šiandien.

Šiuo metu fizinis ir technologinis principas nėra vienintelis, lemiantis, ar konkretus kompiuteris priklauso kartai. Taip pat reikėtų atsižvelgti į programinės įrangos lygį, greitį ir kitus veiksnius, iš kurių pagrindiniai yra apibendrinti pridedamoje lentelėje. 4.1.

Reikia suprasti, kad kompiuterių skirstymas pagal kartas yra labai reliatyvus. Pirmieji kompiuteriai, pagaminti iki šeštojo dešimtmečio pradžios, buvo „gabaliniai“ gaminiai, ant kurių buvo parengti pagrindiniai principai; nėra ypatingos priežasties juos priskirti kuriai nors kartai. Nustatant penktosios kartos charakteristikas nėra vieningos nuomonės. Devintojo dešimtmečio viduryje buvo manoma, kad pagrindinė šios (ateities) kartos savybė buvo visiškas dirbtinio intelekto principų įgyvendinimas. Ši užduotis pasirodė kur kas sunkesnė, nei atrodė tuo metu, o nemažai ekspertų nuleidžia šio etapo reikalavimų kartelę (ir net tvirtina, kad jis jau įvyko). Mokslo istorijoje yra šio reiškinio analogų: pavyzdžiui, šeštojo dešimtmečio viduryje sėkmingai paleidus pirmąsias atomines elektrines, mokslininkai paskelbė, kad buvo paleistos daug kartų galingesnės, pigesnės energijos, aplinką tausojančios termobranduolinės stotys. netrukus įvyks; Tačiau jie neįvertino milžiniškų sunkumų šiame kelyje, nes iki šiol nėra termobranduolinių elektrinių.

Tuo pačiu metu tarp ketvirtos kartos automobilių skirtumas yra labai didelis, todėl lentelėje. 4.1, atitinkamas stulpelis padalintas į dvi dalis: A ir B. Viršutinėje eilutėje nurodytos datos atitinka pirmuosius kompiuterio gamybos metus. Daugelis lentelėje atsispindinčių sąvokų bus aptartos tolesniuose vadovėlio skyriuose; Čia apsiribosime trumpu komentaru.

Kuo jaunesnė karta, tuo ryškesnės klasifikavimo ypatybės. Pirmosios, antrosios ir trečiosios kartos kompiuteriai šiandien geriausiu atveju yra muziejiniai objektai.

Kurie kompiuteriai yra pirmosios kartos?

KAM pirma karta paprastai nurodo automobilius, sukurtus šeštojo dešimtmečio sandūroje. Naudotos jų schemos Vakuuminė lempa. Šie kompiuteriai buvo didžiuliai, nepatogūs ir per brangūs automobiliai, kurį galėjo įsigyti tik didelės korporacijos ir vyriausybės. Lempos sunaudojo didžiulius kiekius elektros energijos ir gamino daug šilumos.

Instrukcijų rinkinys buvo nedidelis, aritmetinio-loginio įrenginio ir valdymo įrenginio grandinė gana paprasta, programinės įrangos praktiškai nebuvo. RAM talpos ir našumo rodikliai buvo žemi. Įvedimui ir išvedimui buvo naudojamos perforuotos juostos, perfokortos, magnetinės juostos ir spausdinimo įrenginiai.

Našumas yra apie 10-20 tūkstančių operacijų per sekundę.

Bet tai tik techninė pusė. Labai svarbus ir kitas dalykas – kompiuterių naudojimo būdai, programavimo stilius, programinės įrangos savybės.

Šioms mašinoms buvo parašytos programos konkrečios mašinos kalba. Programą sudaręs matematikas atsisėdo prie mašinos valdymo pulto, įvedė ir derino programas bei jas apskaičiavo. Derinimo procesas užtruko ilgiausiai.

Nepaisant ribotų galimybių, šios mašinos leido atlikti sudėtingus skaičiavimus, reikalingus orų prognozavimui, branduolinės energijos problemoms spręsti ir kt.

Patirtis su pirmosios kartos mašinomis parodė, kad buvo didžiulis atotrūkis tarp laiko, praleisto kuriant programas, ir skaičiavimo laiko.

Pirmos kartos buitinės mašinos: MESM (maža elektroninė skaičiavimo mašina), BESM, Strela, Ural, M-20.

Kurie kompiuteriai priklauso antrajai kartai?

Antroji karta kompiuterinė įranga – mašinos, sukurtos apie 1955-65 m. Jiems būdingas jų naudojimas kaip Vakuuminė lempa, taip diskrečiųjų tranzistorių loginiai elementai. Jų RAM buvo pastatyta ant magnetinių branduolių. Šiuo metu naudojamos įvesties / išvesties įrangos asortimentas pradėjo plėstis ir buvo labai našus prietaisai, skirti dirbti su magnetinėmis juostomis, magnetiniai būgnai ir pirmieji magnetiniai diskai.

Spektaklis- iki šimtų tūkstančių operacijų per sekundę, atminties talpa- iki kelių dešimčių tūkstančių žodžių.

Taip vadinamas aukšto lygio kalbos, kurios priemonės leidžia aprašyti visą būtiną skaičiavimo veiksmų seką aiškia, lengvai suprantama forma.

Algoritmine kalba parašyta programa yra nesuprantama kompiuteriui, kuris supranta tik savo komandų kalbą. Todėl specialios programos vadinamos transliuotojai, išverskite programą iš aukšto lygio kalbos į mašinos kalbą.

Atsirado daugybė bibliotekinių programų, skirtų įvairiems matematiniams uždaviniams spręsti. Pasirodė monitorių sistemos, valdantis programų transliavimo ir vykdymo režimą. Monitoriaus sistemos vėliau išaugo į modernias operacines sistemas.

Taigi, Operacinė sistema yra kompiuterio valdymo įrenginio programinės įrangos plėtinys.

Kai kurioms antrosios kartos mašinoms jau sukurtos ribotų galimybių operacinės sistemos.

Buvo apibūdinti antrosios kartos automobiliai programinės įrangos nesuderinamumas, dėl ko buvo sunku organizuoti dideles informacines sistemas. Todėl šeštojo dešimtmečio viduryje buvo pereita prie kompiuterių, kurie būtų suderinami su programine įranga ir būtų sukurti ant mikroelektroninės technologinės bazės, kūrimo.

Kokios yra trečios kartos kompiuterių savybės?

Trečiosios kartos mašinos buvo sukurtos maždaug po 60-ųjų. Kadangi kompiuterinių technologijų kūrimo procesas buvo nenutrūkstamas ir įtraukė daug žmonių iš įvairių šalių, sprendžiančių įvairias problemas, sunku ir bergždžia bandyti nustatyti, kada prasidėjo ir kada baigėsi „karta“. Bene svarbiausias antros ir trečios kartos mašinų atskyrimo kriterijus yra architektūros samprata.

Trečiosios kartos mašinos – tai mašinų šeimos su viena architektūra, t.y. suderinama programinė įranga. Jie naudoja integrinius grandynus, dar vadinamus mikroschemomis, kaip savo elementinę bazę.

Trečiosios kartos mašinos turi pažangias operacines sistemas. Jie turi kelių programavimo galimybes, t.y. kelių programų vykdymas vienu metu. Daugelį atminties, įrenginių ir išteklių valdymo užduočių pradėjo perimti operacinė sistema arba pati mašina.

Trečiosios kartos mašinų pavyzdžiai yra IBM-360, IBM-370 šeimos, ES EVM (vieninga kompiuterių sistema), SM EVM (mažų kompiuterių šeima) ir kt.

Šeimos mašinų našumas svyruoja nuo kelių dešimčių tūkstančių iki milijonų operacijų per sekundę. RAM talpa siekia kelis šimtus tūkstančių žodžių.

Kas būdinga ketvirtos kartos automobiliams?

Ketvirta karta yra dabartinė kompiuterinių technologijų karta, sukurta po 1970 m.

Konceptualiai svarbiausias kriterijus, pagal kurį šie kompiuteriai gali būti atskirti nuo trečios kartos mašinų, yra tai, kad ketvirtos kartos mašinos buvo sukurtos taip, kad efektyviai naudotų šiuolaikines aukšto lygio kalbas ir supaprastintų programavimo procesą galutiniam vartotojui.

Kalbant apie techninę įrangą, jie pasižymi plačiu naudojimu integrinių grandynų kaip elementarią bazę, taip pat didelės spartos laisvosios prieigos saugojimo įrenginių, kurių talpa yra dešimtys megabaitų, buvimas.

Struktūriniu požiūriu šios kartos mašinos atstovauja kelių procesorių ir kelių mašinų sistemos, dirba su bendra atmintimi ir bendru išorinių įrenginių lauku. Našumas – iki kelių dešimčių milijonų operacijų per sekundę, RAM talpa apie 1 – 64 MB.

Jiems būdingi:

• asmeninių kompiuterių naudojimas;
• telekomunikacijų duomenų apdorojimas;
• kompiuterių tinklai;
• platus duomenų bazių valdymo sistemų naudojimas;
• duomenų apdorojimo sistemų ir įrenginių intelektualios elgsenos elementai.

Kokie turėtų būti penktos kartos kompiuteriai?

Vėlesnių kartų kompiuterių kūrimas yra pagrįstas labai integruoti didelio masto integriniai grandynai, optoelektroninių principų naudojimas ( lazeriai,holografija).

Vystymasis taip pat vyksta "intelektualizacija" kompiuteriai, panaikinant barjerą tarp žmogaus ir kompiuterio. Kompiuteriai galės suvokti informaciją iš ranka ar spausdinto teksto, iš formų, iš žmogaus balso, atpažinti vartotoją pagal balsą, versti iš vienos kalbos į kitą.

Penktosios kartos kompiuteriuose bus atliktas kokybinis perėjimas nuo apdorojimo duomenis perdirbimui žinių.

Ateities kartos kompiuterių architektūroje bus du pagrindiniai blokai. Vienas iš jų yra tradicinis kompiuteris. Tačiau dabar jam atimta galimybė bendrauti su vartotoju. Šį ryšį sudaro blokas, vadinamas terminu "išmanioji sąsaja". Jo užduotis – suprasti natūralia kalba parašytą tekstą, kuriame yra problemos sąlyga, ir išversti jį į veikiančią kompiuterinę programą.

Skaičiavimo decentralizavimo problema taip pat bus sprendžiama naudojant kompiuterių tinklus – tiek didelius, esančius nemažu atstumu vienas nuo kito, tiek miniatiūrinius kompiuterius, esančius viename puslaidininkiniame luste.

Kompiuterių kartos

Senovės žmogus turėjo savo skaičiavimo instrumentą – dešimt pirštų ant rankų. Vyriškis sulenkė pirštus – pridėjo, ištiesino – atėmė. Ir vyras spėjo: skaičiuoti galima panaudoti viską, kas tik po ranka – akmenukus, pagaliukus, kaulus. Tada jie pradėjo rišti mazgus ant virvės ir daryti įpjovas ant pagaliukų ir lentų (1.1 pav.).

Ryžiai. 1.1. Mazgeliai (A) ir įpjovos ant tablečių ( b)

Abakų laikotarpis. Abakas (gr. abax - lenta) buvo dulkių sluoksniu padengta lenta, ant kurios aštriu pagaliuku buvo brėžiamos linijos ir padėties principu į gautus stulpelius dedami kai kurie daiktai. V-IV a. pr. Kr e. Buvo sukurtos seniausios žinomos sąskaitos - „Salamino lenta“ (pavadinta Egėjo jūroje esančios Salamio salos vardu), kurią graikai ir Vakarų Europa vadino „abaku“. Senovės Romoje abakas atsirado V-VI a. n. e. ir buvo vadinamas calculi arba abakuli. Abakas buvo pagamintas iš bronzos, akmens, dramblio kaulo ir spalvoto stiklo. Iki šių dienų išliko bronzinis romėnų abakas, ant kurio vertikaliai išpjautais grioveliais judėjo akmenukai (1.2 pav.).

Ryžiai. 1.2.

XV-XVI a. Europoje buvo įprasta skaičiuoti ant eilučių arba skaičiavimo lentelių, ant kurių buvo dedami žetonai.

XVI amžiuje Atsirado rusiškas abakas su dešimtaine skaičių sistema. 1828 metais generolas majoras F. M. Svobodskojus eksponavo originalų įrenginį, susidedantį iš daugybės sąskaitų, sujungtų į bendrą kadrą (1.3 pav.). Visos operacijos buvo sumažintos iki sudėjimo ir atimties veiksmų.

Ryžiai. 1.3.

Mechaninių prietaisų laikotarpis. Šis laikotarpis truko nuo XVII amžiaus pradžios iki XIX amžiaus pabaigos.

1623 metais Vilhelmas Šikardas aprašė skaičiavimo mašinos, kurioje buvo mechanizuotos sudėjimo ir atimties operacijos, konstrukciją. 1642 m. prancūzų mechanikas Blaise'as Pascalis sukonstravo pirmąją mechaninę skaičiavimo mašiną „Pascalina“ (1.4 pav.).

1673 metais vokiečių mokslininkas Goftridas Leibnicas sukūrė pirmąją mechaninę skaičiavimo mašiną,

Ryžiai. 1.4.

Parodykite keturias aritmetines operacijas (sudėtį, atimtį, daugybą ir padalijimą). 1770 m. Lietuvoje E. Jacobsonas sukūrė sumavimo mašiną, nustatančią koeficientus ir gebančią dirbti su penkiaženkliais skaičiais.

1801-1804 metais Prancūzų išradėjas J.M. Jacquard pirmasis panaudojo perforuotas korteles automatinėms staklėms valdyti.

1823 m. anglų mokslininkas Charlesas Babbage'as sukūrė „Skirtumo variklio“ projektą, kuris numatė modernią programiniu būdu valdomą automatą (1.5 pav.).

1890 m. Sankt Peterburgo gyventojas Vilgodtas Odneris išrado įpylimo mašiną ir pradėjo jų gamybą. Iki 1914 m. vien Rusijoje buvo daugiau nei 22 tūkstančiai „Odner“ sudėjimo mašinų. Pirmajame XX amžiaus ketvirtyje. šios sumavimo mašinos buvo vienintelės matematinės mašinos, plačiai naudojamos įvairiose žmogaus veiklos srityse (1.6 pav.).

Ryžiai. 1.5. Babbage'o mašina pav. 1.6. Pridedama mašina

Kompiuterių laikotarpis. Šis laikotarpis prasidėjo 1946 m. ​​ir tęsiasi iki šiol. Jai būdingas elektronikos srities pažangos ir naujų kompiuterių konstravimo principų derinys.

1946 m., vadovaujant J. Mauchly ir J. Eckert, buvo sukurtas pirmasis JAV kompiuteris – ENIAC (1.7 pav.). Pasižymėjo šiomis charakteristikomis: ilgis 30 m, aukštis 6 m, svoris 35 tonos, 18 tūkst. vakuuminių vamzdžių, 1500 relių, 100 tūkst. varžų ir kondensatorių, 3500 op/s. Tuo pačiu metu šie mokslininkai pradėjo dirbti su nauja mašina - "EDVAC" (EDVAC - Electronic

Ryžiai. 1.7.

Discret Variable Automatic Computer – elektroninis automatinis kompiuteris su diskretiniais kintamaisiais), kurio programa turėjo būti saugoma kompiuterio atmintyje. Kaip vidinę atmintį turėjo būti naudojami radare naudojami gyvsidabrio vamzdeliai.

1949 metais Didžiojoje Britanijoje buvo pastatytas kompiuteris EDSAC su atmintyje saugoma programa.

Pirmųjų kompiuterių išvaizda vis dar yra prieštaringa. Taigi vokiečiai pirmuoju kompiuteriu laiko artilerijos įguloms skirtą mašiną, kurią 1941 metais sukūrė Konradas Zuse, nors jis dirbo elektros relėse ir todėl buvo ne elektroninis, o elektromechaninis. Amerikiečiams tai ENIAC (1946, J. Mauchly ir J. Eckert). Bulgarai kompiuterio išradėju laiko Džoną (Ivaną) Atanasovą, kuris 1941 metais JAV sukonstravo algebrinių lygčių sistemų sprendimo mašiną.

Britai, knaisiojęsi po slaptus archyvus, pareiškė, kad pirmasis elektroninis kompiuteris buvo sukurtas 1943 metais Anglijoje ir buvo skirtas vokiečių vyriausiosios vadovybės deryboms iššifruoti. Ši įranga buvo laikoma tokia slapta, kad po karo Churchillio nurodymu buvo sunaikinta ir planai sudeginti, kad paslaptis nepatektų į svetimas rankas.

Slaptą kasdienį susirašinėjimą vokiečiai vesdavo naudodami Enigma šifravimo mašinas (lot. enigma – mįslė). Antrojo pasaulinio karo pradžioje britai jau žinojo, kaip veikia Enigma, ir ieškojo būdų, kaip iššifruoti jos pranešimus, tačiau vokiečiai turėjo kitą šifravimo sistemą, skirtą tik svarbiausioms žinutėms. Tai buvo „Schlusselzusatz-40“ mašina, kurią Lorenz gamino nedaug kopijų (pavadinimas verčiamas kaip „šifro priedas“). Išoriškai tai buvo įprasto teletipo ir mechaninio kasos aparato hibridas. Teletipas klaviatūra įvestą tekstą išvertė į elektrinių impulsų seką ir pauzes tarp jų (kiekviena raidė atitinka penkių impulsų ir „tuščių tarpų“ rinkinį). „Kasos aparatas“ suko du penkių pavarų rinkinius, kurie atsitiktinai prie kiekvienos raidės pridėjo dar du penkių impulsų ir praleidimų rinkinius. Ratai turėjo skirtingą dantų skaičių, o šį skaičių buvo galima keisti: dantys buvo daromi paslankiai, juos buvo galima perkelti į šoną arba traukti į vietą. Buvo dar du „variklio“ ratai, kurių kiekvienas suko savo pavarų rinkinį.

Užšifruoto pranešimo siuntimo pradžioje radijo operatorius informavo gavėją apie pradinę ratų padėtį ir kiekvieno iš jų dantų skaičių. Šie nustatymo duomenys buvo keičiami prieš kiekvieną perdavimą. Pastatęs tuos pačius ratų rinkinius toje pačioje padėtyje savo aparate, priimantis radijo operatorius užtikrino, kad papildomos raidės būtų automatiškai atimamos iš teksto, o teletaipas atspausdino pirminį pranešimą.

1943 metais matematikas Maxas Newmanas Anglijoje sukūrė elektroninę mašiną Colossus. Automobilio ratai buvo modeliuojami 12 elektroninių vamzdžių grupių – tiratronų. Automatiškai peržiūrėdamas skirtingus kiekvieno tiratrono būsenų ir jų derinių variantus (tiratronas gali būti dviejų būsenų - praleisti arba nepraleisti elektros srovę, t. y. duoti impulsą ar pauzę), „Colossus“ išsiaiškino pradinę. vokiškos mašinos krumpliaračių nustatymas. Pirmoji „Colossus“ versija turėjo 1500 tiratronų, o antroji, pradėjusi veikti 1944 metų birželį – 2500 Per valandą mašina „prarijo“ 48 km perforuotos juostos, ant kurios operatoriai užpildė eiles po vieną ir. nuliai iš vokiškų žinučių buvo apdorota 5000 laiškų per sekundę. Šis kompiuteris turėjo atmintį, pagrįstą įkrovimo ir iškrovimo kondensatoriais. Tai leido perskaityti itin slaptą Hitlerio, Kesselringo, Rommelo ir kt.

Pastaba.Šiuolaikinis kompiuteris „Schlusselzusatz-40“ pradinę ratų padėtį išsprendžia dvigubai lėčiau nei „Colossus“, todėl problema, kuri 1943 metais buvo išspręsta per 15 minučių, „Repyit PC“ užtrunka 18 valandų! Faktas yra tas, kad šiuolaikiniai kompiuteriai yra sukurti universalūs, skirti atlikti labai įvairias užduotis ir ne visada gali konkuruoti su senoviniais kompiuteriais, kurie galėjo atlikti tik vieną veiksmą, bet labai greitai.

Pirmasis buitinis elektroninis kompiuteris MESM buvo sukurtas 1950 m. Jame buvo daugiau nei 6000 vakuuminių vamzdžių. Šios kartos kompiuteriai apima: „BESM-1“, „M-1“, „M-2“, „M-3“, „Strela“, „Minsk-1“, „Ural-1“, „Ural-2“. “, „Ural-3“, „M-20“, „Setun“, „BESM-2“, „Hrazdan“ (1.1 lentelė). Jų greitis neviršijo 2-3 tūkst. op/s, RAM talpa buvo 2 K arba 2048 mašininiai žodžiai (1 K = 1024), kurių ilgis 48 dvejetainiai simboliai.

1.1 lentelė. Buitinių kompiuterių charakteristikos

Maždaug pusė viso pasaulio informacinių sistemų duomenų kiekio yra saugoma pagrindiniuose kompiuteriuose. Šiems tikslams 1VM įmonė dar 1960 m. pradėti gaminti kompiuteriai 1ВМ/360, 1ВМ/370 (1.8 pav.), kurie plačiai paplito pasaulyje.

1950 m., atsiradus pirmiesiems kompiuteriams, kilo mintis naudoti kompiuterines technologijas technologiniams procesams valdyti. Kompiuterinis valdymas leidžia palaikyti proceso parametrus režimu, artimu optimaliam. Dėl to sumažėja medžiagų ir energijos sąnaudos, didėja našumas ir kokybė, užtikrinamas greitas įrangos pertvarkymas, kad būtų gaminami kitokios rūšies gaminiai.

Ryžiai. 1.8.

Valdymo kompiuterių pramoninio naudojimo užsienyje pradininkė buvo bendrovė Digital Equipment Corp. (DEC), kuri 1963 metais išleido specializuotą kompiuterį „PDP-5“, skirtą branduoliniams reaktoriams valdyti. Pradiniai duomenys buvo matavimai, gauti konvertuojant iš analogo į skaitmeninį, kurių tikslumas buvo 10-11 dvejetainių skaitmenų. 1965 metais DEC išleido pirmąjį miniatiūrinį šaldytuvo dydžio ir 20 tūkstančių dolerių kainuojantį kompiuterį „PDP-8“, kurio elementų bazė buvo panaudota. integriniai grandynai.

Iki integrinių grandynų atsiradimo tranzistoriai buvo gaminami individualiai ir juos sumontuojant reikėjo prijungti ir lituoti rankomis. 1958 metais amerikiečių mokslininkas Džekas Kilbis sugalvojo, kaip ant vienos puslaidininkinės plokštelės sukurti kelis tranzistorius. 1959 metais Robertas Noyce'as (būsimas Intel įkūrėjas) išrado pažangesnį metodą, kuris leido sukurti tranzistorius ir visas reikalingas jungtis tarp jų vienoje plokštelėje. Gautos elektroninės grandinės tapo žinomos kaip integruotos grandinės arba traškučiai. Vėliau tranzistorių, kuriuos galima įdėti į integrinio grandyno ploto vienetą, skaičius kasmet padvigubėjo. 1968 metais Burroughsas išleido pirmąjį integruotų grandynų kompiuterį, o 1970 metais Intel pradėjo prekiauti atminties integriniais grandynais.

1970 metais buvo žengtas dar vienas žingsnis asmeninio kompiuterio keliu – Marchian Edward Hoff iš Intel sukūrė integrinę grandinę, savo funkcijomis panašią į pagrindinio kompiuterio centrinį procesorių. Taip atsirado pirmasis mikroprocesorius„Intel-4004“, kuris buvo parduotas 1970 m. pabaigoje. Žinoma, „Intel-4004“ galimybės buvo daug kuklesnės nei centrinio pagrindinio kompiuterio procesoriaus – jis veikė daug lėčiau ir galėjo apdoroti tik 4 bitus informaciją vienu metu (pagrindiniai procesoriai apdoroja 16 arba 32 bitus vienu metu). 1973 metais „Intel“ išleido 8 bitų mikroprocesorių Intel-8008, o 1974 metais – patobulintą jo versiją Intel-8080, kuri iki aštuntojo dešimtmečio pabaigos. buvo mikrokompiuterių pramonės standartas (1.2 lentelė).

1.2 lentelė. Kompiuterių kartos ir pagrindinės jų charakteristikos

Kompiuterių kartas lemia elementų bazė (lempos, puslaidininkiai, įvairaus integravimo laipsnio mikroschemos (1.9 pav.)), architektūra ir skaičiavimo galimybės (1.3 lentelė).

1.3 lentelė. Kompiuterių kartų ypatybės

a B C

Ryžiai. 1.9. Kompiuterio elementų bazė: A - elektrinė lempa; b - tranzistorius;

V- integrinis grandynas

Pirmasis mikrokompiuteris buvo „Altair-8800“, kurį 1975 m. sukūrė nedidelė įmonė Albukerke (Naujoji Meksika), pagrįsta „Intel-8080“ mikroprocesoriumi. 1975 metų pabaigoje Paulas Allenas ir Billas Gatesas (būsimi Microsoft įkūrėjai) sukūrė „Altair“ kompiuteriui skirtą kalbos vertėją „Basic“, leidžiantį vartotojams rašyti programas gana paprastai.

Vėliau atsirado TRS-80 RS, RET RS ir Apple kompiuteriai (1.10 pav.).

Ryžiai. 1.10.

Vidaus pramonė gamino suderinamas su DEC (interaktyvios skaičiavimo sistemos DVK-1, ..., DVK-4, pagrįstos Elektronika MS-101, Elektronika 85, Elektronika 32 kompiuteriais) ir su IBM PC suderinamas (EC 1840 - EC 1842, EC 1845). , EC 1849, EC 1861, Iskra 4861), kurios savo charakteristikomis buvo gerokai prastesnės nei aukščiau.

Pastaruoju metu plačiai žinomi JAV kompanijų gaminami asmeniniai kompiuteriai: Compaq Computer, Apple (Macintosh), Hewlett Packard, Dell, DEC; JK įmonės: Spectrum, Amstard; prancūzų kompanija Micra; italų kompanijos „Olivetty“; Japonijos įmonės: Toshiba, Panasonic, Partner.

Šiuo metu populiariausi asmeniniai kompiuteriai iš IBM (International Business Machines Corporation).

1983 metais pasirodė IBM PC XT kompiuteris su įmontuotu kietuoju disku, o 1985 metais – IBM PC AT kompiuteris, pagrįstas 16 bitų Intel 80286 procesoriumi (1.11 pav.).

1989 metais buvo sukurtas Intel 80486 procesorius su 486SX, 486DX, 486DX2 ir 486DX4 modifikacijomis. 486DX procesorių laikrodžio dažniai, priklausomai nuo modelio, yra 33, 66 ir 100 MHz.

IBM naujoji asmeninių kompiuterių modelių šeima vadinama PS/2 (Personal System 2). Pirmuosiuose PS/2 šeimos modeliuose buvo naudojamas „Intel 80286“ procesorius ir iš tikrųjų buvo nukopijuotas AT PC, tačiau remiantis kitokia architektūra.

1993 metais pasirodė Pentium procesoriai su 60 ir 66 MHz taktiniais dažniais.

1994 metais „Intel“ pradėjo gaminti „Pentium“ procesorius, kurių taktiniai dažniai yra 75, 90 ir 100 MHz. 1996 metais Pentium procesorių taktinis dažnis padidėjo iki 150, 166 ir 200 MHz (1.12 pav.).

Sistema

Pelės tipo manipuliatorius

Ryžiai. 1.12. Multimedijos kompiuterio konfigūracija

1997 m. „Intel“ išleido naują „Pentium MMX“ procesorių, kurio laikrodžio dažniai yra 166 ir 200 MHz. Santrumpa MMX reiškė, kad šis procesorius buvo optimizuotas darbui su grafine ir vaizdo informacija. 1998 m. „Intel“ paskelbė apie „Celeron“ procesoriaus išleidimą, kurio taktinis dažnis yra 266 MHz.

Nuo 1998 m. Intel paskelbė Pentium® II Heop™ procesoriaus versiją, kurios taktinis dažnis yra 450 MHz (1.4 lentelė).

1.4 lentelė. IBM kompiuteriai

Ilgą laiką procesorių gamintojai – visų pirma „Intel“ ir AMD – padidino laikrodžio greitį, kad pagerintų procesoriaus našumą. Tačiau, kai laikrodžio dažnis viršija 3,8 GHz, lustai perkaista ir apie naudą galite pamiršti. Reikėjo naujų idėjų ir technologijų, iš kurių viena buvo idėja kurti kelių branduolių lustai. Tokioje lustoje lygiagrečiai veikia du ar daugiau procesorių, kurie užtikrina didesnį našumą esant mažesniam laikrodžio dažniui. Šiuo metu veikianti programa padalija duomenų apdorojimo užduotis tarp abiejų branduolių. Tai efektyviausia, kai ir operacinė sistema, ir taikomosios programos yra sukurtos veikti lygiagrečiai, pavyzdžiui, grafikos apdorojimui.

Kelių branduolių architektūra yra procesoriaus architektūros variantas, kuriame viename procesoriuje yra du ar daugiau „vykdymo“ arba apskaičiuojamų „Pentium®“ branduolių. Į procesoriaus lizdą įkišamas kelių branduolių procesorius, tačiau operacinė sistema kiekvieną jo vykdomąjį branduolį traktuoja kaip atskirą loginį procesorių su visais atitinkamais vykdymo ištekliais (1.13 pav.).

Šis vidinio procesoriaus architektūros įgyvendinimas yra pagrįstas „skaldyk ir valdyk“ strategija. Kitaip tariant, skyrius

Ryžiai. 1.13.

Padalijus tradiciniuose mikroprocesoriuose atliktą skaičiavimo darbą iš vieno Pentium branduolio iš kelių Pentium vykdomųjų branduolių, kelių branduolių procesorius gali atlikti daugiau darbo per tam tikrą laiko intervalą. Norėdami tai padaryti, programinė įranga turi palaikyti apkrovos paskirstymą tarp kelių vykdymo branduolių. Ši funkcija vadinama paralelizmas gijos lygyje arba srieginio apdorojimo organizavimas, o jį palaikančios programos ir operacinės sistemos (pvz., Microsoft Windows XP) vadinamos daugiagijomis.

Daugiagyslis taip pat turi įtakos standartinių programų veikimui vienu metu. Pavyzdžiui, vienas procesoriaus branduolys gali būti atsakingas už fone veikiančią programą, o antivirusinė programa užima antrojo branduolio išteklius. Praktikoje dviejų branduolių procesoriai skaičiavimų neatlieka dvigubai greičiau nei vieno branduolio procesoriai: nors našumo padidėjimas yra reikšmingas, jis priklauso nuo programos tipo.

Pirmieji dviejų branduolių procesoriai rinkoje pasirodė 2005 m. Laikui bėgant atsirado vis daugiau įpėdinių. Todėl šiandien „senieji“ dviejų branduolių procesoriai smarkiai atpigo. Jų galima rasti kompiuteriuose, kurių kaina prasideda nuo 600 USD, o nešiojamuosiuose kompiuteriuose – nuo ​​900 USD. Vienas pagrindinių kelių branduolių procesorių kūrėjų yra „Intel Corporation“.

Prieš atsirandant dviejų branduolių lustams, gamintojai siūlė vieno branduolio procesorius su galimybe lygiagrečiai paleisti kelias programas. Kai kurie „Pentium 4“ serijos procesoriai turėjo „Hyper-Threading“ funkciją, kuri grąžino baitų reikšmę su loginiais ir fiziniais dabartinio proceso identifikatoriais. Jis gali būti vertinamas kaip dviejų branduolių architektūros pirmtakas, susidedantis iš dviejų optimizuotų mobiliųjų vykdymo branduolių. Dual-Core reiškia, kad kol vienas branduolys užsiima programos vykdymu arba, pavyzdžiui, tikrina, ar nėra virusų aktyvumo, kitas branduolys galės atlikti kitas užduotis, pavyzdžiui, vartotojas galės naršyti internete ar dirbti su skaičiuoklė. Nors procesorius turėjo vieną fizinį branduolį, lustas buvo sukurtas taip, kad vienu metu galėtų vykdyti dvi programas (1.14 pav.).

Kontrolės skydelis

Komandinės eilutės sąsaja (0 ir 1 branduoliai)

Maršrutas (0 ir 1 branduoliai)

Valdymas, administravimas ir priežiūra (0 ir 1 branduoliai)

Prietaisų skydelio aparatinė įranga

Prietaisų skydelio stebėjimas (0 ir 1 branduoliai)

Ryžiai. 1.14. Daugiafunkcinio apdorojimo naudojimo schema

valdymo skydelyje

Operacinė sistema atpažįsta tokį lustą kaip du atskirus procesorius. Įprasti procesoriai apdoroja 32 bitus per laikrodžio ciklą. Naujausi lustai per vieną laikrodžio ciklą sugeba apdoroti dvigubai daugiau duomenų, t.y. 64 bitus. Šis pranašumas ypač pastebimas apdorojant didelius duomenų kiekius (pavyzdžiui, apdorojant nuotraukas). Tačiau norint juo naudotis, operacinė sistema ir programos turi palaikyti 64 bitų apdorojimo režimą.

Specialiai sukurtose 64 bitų „Windows XP“ ir „Windows Vista“ versijose, atsižvelgiant į poreikį, paleidžiamos 32 ir 64 bitų programos.

Spartus skaitmeninės kompiuterijos (CT) vystymasis ir mokslo apie jos konstravimo ir projektavimo principus atsiradimas prasidėjo XX amžiaus 40-aisiais, kai elektronika ir mikroelektronika tapo techniniu KT pagrindu, o pasiekimais kompiuterių srityje. tapo kompiuterinės architektūros (anksčiau vadintos dirbtiniu intelektu) raidos pagrindu.

Iki tol beveik 500 metų VT buvo sumažintas iki paprasčiausių prietaisų, skirtų atlikti aritmetines operacijas su skaičiais. Beveik visų prietaisų, išrastų per 5 šimtmečius, pagrindas buvo krumpliaratis, skirtas užfiksuoti 10 dešimtainių skaičių sistemos skaitmenų. Pirmasis pasaulyje trylikos bitų dešimtainio skaičiaus sudėjimo įrenginio, pagrįsto tokiais ratais, eskizas priklauso Leonardo da Vinci.

Pirmasis realiai įdiegtas mechaninis skaitmeninis skaičiavimo įrenginys buvo didžiojo prancūzų mokslininko Blaise'o Pascal „Pascalina“, kuris buvo 6 (arba 8) skaitmenų įrenginys ant krumpliaračių, skirtas dešimtainiams skaičiams pridėti ir atimti (1642).

Praėjus 30 metų po Paskalinos, 1673 m. pasirodė Gotfrydo Vilhelmo Leibnizo „aritmetinis instrumentas“ – dvylikos skaitmenų dešimtainis įtaisas, skirtas aritmetinėms operacijoms atlikti, įskaitant daugybą ir dalybą.

XVIII amžiaus pabaigoje Prancūzijoje įvyko du įvykiai, kurie turėjo esminės reikšmės tolesnei skaitmeninės kompiuterijos technologijos raidai. Tokie įvykiai apima:

 Joseph Jacquard išradimas programiškai valdyti audimo mašiną naudojant perfokortas;

 Gaspard de Prony sukūrė skaičiavimo technologiją, kuri suskirstė skaitinius skaičiavimus į tris etapus: skaitinio metodo sukūrimas, aritmetinių operacijų sekos programos sudarymas, faktinių skaičiavimų atlikimas aritmetinėmis operacijomis su skaičiais pagal sudarytą programa.

Vėliau šiomis naujovėmis pasinaudojo anglas Charlesas Babbage'as, kuris žengė kokybiškai naują žingsnį kuriant VT priemones – perėjimas nuo rankinio prie automatinio skaičiavimų vykdymo pagal sukompiliuotą programą. Jis sukūrė Analitinio variklio projektą – mechaninį universalų skaitmeninį kompiuterį su programos valdymu (1830-1846). Mašiną sudarė penki įrenginiai: aritmetinis (AU); saugykla (atmintis); valdymas (UU); įvestis (UVV); išvestis (UW).

Būtent šie įrenginiai sudarė pirmuosius kompiuterius, kurie pasirodė po 100 metų. Valdymo blokas buvo pastatytas krumpliaračių pagrindu ir buvo pasiūlyta juose įdiegti atmintį (tūkstančiams 50 bitų numerių). Duomenims ir programoms įvesti buvo naudojamos perfokortos. Numatomas skaičiavimo greitis yra sudėjimas ir atėmimas per 1 sekundę, daugyba ir padalijimas per 1 minutę. Be aritmetinių operacijų, buvo sąlyginė šuolio komanda.

Pažymėtina, kad nors buvo sukurti atskiri mašinos komponentai, visos mašinos sukurti nepavyko dėl jos stambumo. Tam prireiktų daugiau nei 50 000 krumpliaračių. Išradėjas planavo naudoti garo variklį savo analitiniam varikliui.

1870 metais (metai iki Babbage'o mirties) anglų matematikas Jevonsas sukūrė pirmąją pasaulyje „loginę mašiną“, kuri leido mechanizuoti paprasčiausias logines išvadas.

Ikirevoliucinėje Rusijoje loginių mašinų kūrėjai buvo Pavelas Dmitrijevičius Chruščiovas (1849-1909) ir Aleksandras Nikolajevičius Ščukarevas (1884-1936), dirbę Ukrainos švietimo įstaigose.

Genialią Babbage'o idėją įgyvendino amerikiečių mokslininkas Howardas Aikenas, 1944 metais sukūręs pirmąjį relės-mechaninį kompiuterį JAV. Pagrindiniai jo blokai - aritmetika ir atmintis - buvo atlikti ant krumpliaračių. Jei Babbage'as gerokai lenkė savo laiką, tai Aikenas, naudodamas tas pačias pavaras, įgyvendindamas Babbage'o idėją techniškai naudojo pasenusius sprendimus.

Pažymėtina, kad prieš dešimt metų, 1934 m., vokiečių studentas Konradas Zuse, dirbdamas baigiamąjį darbą, nusprendė pagaminti skaitmeninį kompiuterį su programos valdymu. Ši mašina pirmoji pasaulyje panaudojo dvejetainę skaičių sistemą. 1937 metais Z1 mašina atliko pirmuosius skaičiavimus. Tai buvo dvejetainis 22 bitų slankusis kablelis su 64 skaičių atmintimi ir veikė grynai mechaniniu (svirties) pagrindu.

Tais pačiais 1937 m., kai pradėjo veikti pirmoji pasaulyje mechaninė dvejetainė mašina Z1, Johnas Atanasovas (gimęs bulgaras, gyvenęs JAV) pradėjo kurti specializuotą kompiuterį, kuriame pirmą kartą pasaulyje panaudoti vakuuminiai vamzdeliai (300 vamzdelių).

1942-43 metais Anglijoje buvo sukurtas kompiuteris Colossus (dalyvavo Alanas Turingas). Ši mašina, sudaryta iš 2000 vakuuminių vamzdžių, buvo skirta vokiečių vermachto radiogramoms iššifruoti. Kadangi Zuse ir Turing darbai buvo slapti, apie juos tuo metu žinojo nedaugelis ir jie nesukėlė jokio rezonanso pasaulyje.

Tik 1946 metais pasirodė informacija apie JAV D. Mauchly ir P. Eckerto sukurtą kompiuterį ENIAC (elektroninį skaitmeninį integratorių ir kompiuterį), panaudojant elektronines technologijas. Aparatas naudojo 18 tūkstančių vakuuminių vamzdžių, o per sekundę ji atliko apie 3 tūkstančius operacijų. Tačiau mašina liko dešimtainė, o jos atmintis buvo tik 20 žodžių. Programos buvo saugomos ne RAM.

Beveik vienu metu, 1949-52 m. mokslininkai iš Anglijos, Sovietų Sąjungos ir JAV (Maurice Wilkes, EDSAC kompiuteris, 1949; Sergejus Lebedevas, MESM kompiuteris, 1951; Isaac Brook, M1 kompiuteris, 1952; Johnas Mauchly ir Presperas Eckertas, Johno von Neumanno kompiuteris „ADVAK“, 1952 m. ), sukūrė kompiuterį su išsaugota programa.

Apskritai, yra penkios kartos KOMPIUTERIS.

Pirmoji karta (1945–1954 m ) pasižymi elektroninių vamzdžių technologijos atsiradimu. Tai kompiuterinių technologijų atsiradimo era. Dauguma pirmosios kartos mašinų buvo eksperimentiniai įrenginiai ir buvo sukurti tam tikriems teoriniams principams išbandyti. Šių kompiuterių svoris ir dydis buvo tokie, kad jiems dažnai reikėjo atskirų pastatų.

Kompiuterių mokslo įkūrėjais pagrįstai laikomi informacijos teorijos kūrėjas Claude'as Shannonas, programų ir algoritmų teoriją sukūręs matematikas Alanas Turingas ir skaičiavimo prietaisų dizaino autorius Johnas von Neumannas, kuris iki šiol yra pagrindas. dauguma kompiuterių. Tais pačiais metais atsirado dar vienas naujas su informatika susijęs mokslas – kibernetika – vadybos, kaip vieno iš pagrindinių informacinių procesų, mokslas. Kibernetikos pradininkas yra amerikiečių matematikas Norbertas Wieneris.

Antroje kartoje (1955–1964 m.) Vietoj vakuuminių vamzdžių buvo naudojami tranzistoriai, o kaip atminties įrenginiai – magnetinės šerdys ir magnetiniai būgnai – tolimi šiuolaikinių kietųjų diskų protėviai. Visa tai leido smarkiai sumažinti kompiuterių dydį ir kainą, kurie tada pirmą kartą buvo pradėti parduoti.

Tačiau pagrindiniai šios eros pasiekimai priklauso programų sričiai. Antroje kartoje pirmą kartą pasirodė tai, kas dabar vadinama operacine sistema. Tuo pačiu metu buvo sukurtos pirmosios aukšto lygio kalbos - Fortran, Algol, Cobol. Dėl šių dviejų svarbių patobulinimų kompiuterinių programų rašymas tapo daug lengvesnis ir greitesnis.

Kartu išsiplėtė kompiuterinių programų apimtys. Dabar jau ne tik mokslininkai galėjo tikėtis prieigos prie kompiuterinių technologijų, nes kompiuteriai buvo naudojami planuojant ir valdant, o kai kurios didelės firmos netgi pradėjo kompiuterizuoti savo apskaitą, numatydamos šį procesą dvidešimt metų.

IN trečioji karta (1965-1974) Pirmą kartą buvo pradėtos naudoti integrinės grandinės - ištisi įrenginiai ir dešimčių ir šimtų tranzistorių mazgai, pagaminti ant vieno puslaidininkinio kristalo (mikroschemos). Tuo pačiu metu atsirado puslaidininkinė atmintis, kuri vis dar naudojama asmeniniuose kompiuteriuose kaip operatyvinė atmintis.

Per šiuos metus kompiuterių gamyba įgavo pramoninį mastą. IBM pirmoji pardavinėjo seriją visiškai tarpusavyje suderinamų kompiuterių – nuo ​​pačių mažiausių, mažos spintos dydžio (tuomet jie niekada nieko nebuvo gaminę mažesnio), iki galingiausių ir brangiausių modelių. Tais metais labiausiai paplitusi buvo IBM System/360 šeima, kurios pagrindu SSRS buvo sukurta ES kompiuterių serija. 60-ųjų pradžioje pasirodė pirmieji mini kompiuteriai – maži, mažos galios kompiuteriai, prieinami mažoms įmonėms ar laboratorijoms. Minikompiuteriai buvo pirmasis žingsnis asmeninių kompiuterių link, kurių prototipai buvo išleisti tik aštuntojo dešimtmečio viduryje.

Tuo tarpu elementų ir jungčių tarp jų, telpančių į vieną mikroschemą, skaičius nuolat augo, o aštuntajame dešimtmetyje integriniuose grandynuose jau buvo tūkstančiai tranzistorių.

1971 metais Intel išleido pirmąjį mikroprocesorių, kuris buvo skirtas ką tik pasirodžiusiems staliniams skaičiuotuvams. Šiam išradimui per ateinantį dešimtmetį buvo lemta sukurti tikrą revoliuciją. Mikroprocesorius yra pagrindinis šiuolaikinio asmeninio kompiuterio komponentas.

XX amžiaus 60-70-ųjų sandūroje (1969 m.) gimė pirmasis pasaulinis kompiuterių tinklas ARPA – šiuolaikinio interneto prototipas. Tais pačiais 1969 metais vienu metu pasirodė Unix operacinė sistema ir C programavimo kalba, turėjusi didžiulę įtaką programinės įrangos pasauliui ir iki šiol išlaikiusi lyderio pozicijas.

Ketvirta karta (1975–1985) kuriam būdinga vis mažiau fundamentalių kompiuterių mokslo naujovių. Pažanga daugiausia vyksta kuriant tai, kas jau buvo išrasta ir sumanyta, visų pirma didinant galią ir miniatiūruojant elementų bazę bei pačius kompiuterius.

Svarbiausia ketvirtos kartos naujovė yra asmeninių kompiuterių pasirodymas 80-ųjų pradžioje. Asmeninių kompiuterių dėka kompiuterinės technologijos tampa išties plačiai paplitusios ir prieinamos kiekvienam. Nepaisant to, kad asmeniniai ir mini kompiuteriai skaičiavimo galia vis dar atsilieka nuo didelių mašinų, didžioji dalis naujovių, tokių kaip grafinės vartotojo sąsajos, nauji periferiniai įrenginiai ir pasauliniai tinklai, yra susiję su šios technologijos atsiradimu ir plėtra.

Žinoma, dideli kompiuteriai ir superkompiuteriai toliau tobulėja. Tačiau dabar jie nebedominuoja kompiuterių arenoje, kaip kadaise.

Kai kurios keturių kartų kompiuterinės technologijos charakteristikos pateiktos lentelėje. 1.1.

1.1 lentelė

Skaičiavimo kartos

Penkta karta (1986 m. iki dabar) daugiausia lemia Japonijos mokslinių tyrimų kompiuterių srityje komiteto darbo rezultatai, paskelbti 1981 m. Pagal šį projektą penktosios kartos kompiuteriai ir skaičiavimo sistemos, be didelio našumo ir patikimumo už mažesnę kainą, naudojant naujausias technologijas, turi atitikti šiuos kokybiškai naujus funkcinius reikalavimus:

 užtikrinti patogumą naudotis kompiuteriais diegiant balso įvesties/išvesties sistemas, taip pat interaktyvų informacijos apdorojimą naudojant natūralias kalbas;

 suteikti mokymosi galimybę, asociatyvias konstrukcijas ir logines išvadas;

 supaprastinti programinės įrangos kūrimo procesą automatizuojant programų sintezę pagal originalių reikalavimų specifikacijas natūraliomis kalbomis;

 tobulinti pagrindines kompiuterinių technologijų charakteristikas ir eksploatacines savybes, siekiant patenkinti įvairias socialines problemas, pagerinti kompiuterių kaštų ir naudos santykį, greitį, lengvumą, kompaktiškumą;

 aprūpinti įvairią skaičiavimo įrangą, aukštą pritaikomumą prie taikomųjų programų ir veikimo patikimumą.

Šiuo metu vyksta intensyvus darbas kuriant optoelektroninius kompiuterius su didžiuliu lygiagretumu ir neuronų struktūra, kurie yra paskirstytas tinklas, sudarytas iš daugybės (dešimties tūkstančių) paprastų mikroprocesorių, modeliuojančių neuroninių biologinių sistemų architektūrą.

Skaičiavimo įrenginiai ir įrenginiai nuo senovės iki šių dienų

Pagrindiniai kompiuterinių technologijų vystymosi etapai yra: Rankinis - iki XVII a., Mechaninis - nuo XVII amžiaus vidurio, Elektromechaninis - nuo XIX amžiaus 90-ųjų, Elektroninis - nuo XX amžiaus 40-ųjų.

Rankinis laikotarpis prasidėjo žmonijos civilizacijos aušroje.

Bet kokioje veikloje žmogus, siekdamas išplėsti savo galimybes ir palengvinti darbą, visada išrasdavo ir sukurdavo pačių įvairiausių priemonių, prietaisų ir įrankių.

Plėtojant prekybai atsirado sąskaitos poreikis. Prieš daugelį šimtmečių, norėdami atlikti įvairius skaičiavimus, žmonės pirmiausia pradėjo naudoti savo pirštus, tada akmenukus, pagaliukus, mazgus ir kt. Tačiau laikui bėgant jo laukiančios užduotys tapo sudėtingesnės, reikėjo ieškoti būdų, išrasti prietaisus, kurie galėtų padėti išspręsti šias problemas.

Vienas iš pirmųjų prietaisų (V a. pr. Kr.), kuris palengvino skaičiavimus, buvo speciali lenta, vėliau vadinama abaku (iš graikų „skaičiavimo lenta“). Skaičiavimai ant jo buvo atliekami perkeliant kaulus ar akmenukus lentų įdubose iš bronzos, akmens, dramblio kaulo ir kt. Graikijoje abakas egzistavo jau V amžiuje prieš Kristų. e. Vienas griovelis atitiko vienetus, kitas - dešimtis ir tt Jei skaičiuojant į vieną griovelį buvo surinkta daugiau nei 10 akmenukų, jie buvo pašalinami ir vienas akmenukas pridedamas prie kito skaitmens. Romėnai patobulino abakusą, pereidami nuo griovelių ir akmenukų prie marmurinių lentų su iškaltais grioveliais ir marmuriniais rutuliais. Su jo pagalba buvo galima atlikti paprasčiausias matematines sudėties ir atimties operacijas.

Kiniška abacus atmaina – suanpan – atsirado VI amžiuje po Kristaus; Sorobanas – japoniškas abakas, kilęs iš kiniško suanpano, į Japoniją atvežtas XV–XVI a. XVI a - Kuriamas rusiškas abakas su dešimtaine skaičių sistema. Per šimtmečius jie patyrė didelių pokyčių, tačiau jie ir toliau naudojami iki XX amžiaus 80-ųjų.

XVII amžiaus pradžioje škotų matematikas J. Napier įvedė logaritmus, kurie turėjo revoliucinės įtakos skaičiavimui. Jo išrasta slydimo taisyklė buvo sėkmingai panaudota prieš penkiolika metų ir tarnavo inžinieriams daugiau nei 360 metų. Tai neabejotinai yra automatikos eros rankinių skaičiavimo įrankių laimėjimas.

Mechanikos raida XVII amžiuje tapo būtina sąlyga norint sukurti skaičiavimo prietaisus ir prietaisus naudojant mechaninį skaičiavimo metodą. Tarp mechaninių įrenginių yra sumavimo mašinos (galima sudėti ir atimti), dauginimo įrenginys (jie daugina ir dalija), laikui bėgant jie buvo sujungti į vieną - sudėjimo mašiną (gali atlikti visas 4 aritmetines operacijas).

Genialaus italo Leonardo da Vinci (1452-1519) dienoraščiuose mūsų laikais jau buvo aptikta nemažai piešinių, kurie pasirodė eskizas sumavimo kompiuterio ant krumpliaračių, galinčio pridėti 13 bitų dešimtainių skaičių. . Tais tolimais metais genialus mokslininkas buvo bene vienintelis žmogus Žemėje, kuris suprato būtinybę kurti įrenginius, palengvinančius skaičiavimų darbą. Tačiau to poreikis buvo toks mažas (tiksliau, jo visai nebuvo!), kad tik praėjus daugiau nei šimtui metų po Leonardo da Vinci mirties buvo rastas kitas europietis – vokiečių mokslininkas Wilhelmas Schickardas (1592-1636). ), kuris, savaime suprantama, neskaitė didžiojo italo dienoraščių – jis pasiūlė savo šios problemos sprendimą. Priežastis, paskatinusi Schiccardą sukurti skaičiavimo mašiną šešiaženkliams dešimtainiams skaičiams sumuoti ir dauginti, buvo jo pažintis su lenkų astronomu J. Kepleriu. Susipažinęs su didžiojo astronomo darbu, kuris daugiausia buvo susijęs su skaičiavimais, Schickardą įkvėpė mintis padėti jam sunkiame darbe. Jam adresuotame laiške, atsiųstame 1623 m., jis pateikia mašinos brėžinį ir pasakoja, kaip ji veikia.

Vienas pirmųjų tokių mechanizmų pavyzdžių buvo vokiečių matematiko Wilhelmo Schickardo „skaičiuojantis laikrodis“. 1623 m. jis sukūrė mašiną, kuri tapo pirmuoju automatiniu skaičiuotuvu. Schickardo aparatas galėjo pridėti ir atimti šešiaženklius skaičius, skambindamas varpeliu, kai jis buvo pilnas. Deja, istorija neišsaugojo informacijos apie tolesnį automobilio likimą.

Leonardo da Vinci ir Wilhelm Schiccard išradimai tapo žinomi tik mūsų laikais. Jų amžininkams jie nebuvo žinomi.

Garsiausias iš pirmųjų kompiuterių buvo Blaise'o Pascalio sumavimo mašina, kuri 1642 m. pastatė Pascalina modelį - aštuonių skaitmenų skaičių pridėjimo mašina. B. Pascalis „Pascalina“ pradėjo kurti būdamas 19 metų, stebėdamas savo tėvo, kuris buvo mokesčių rinkėjas ir dažnai turėjo atlikti ilgus ir varginančius skaičiavimus, darbą. Ir vienintelis jo tikslas buvo padėti jam dirbti.

1673 metais vokiečių matematikas Leibnicas sukūrė pirmąjį aritmometrą, kuris leido atlikti visus keturis aritmetinius veiksmus. „...Mano mašina leidžia iš karto atlikti daugybą ir padalijimą dideliais skaičiais, nenaudojant nuoseklaus sudėjimo ir atimties“, – vienam iš savo draugų rašė V. Leibnicas. Leibnizo mašina buvo žinoma daugumoje Europos šalių.

Skaičiavimo principas vėliau pasirodė sėkmingas, modelis buvo ne kartą tobulintas skirtingose ​​šalyse skirtingų mokslininkų.

O nuo 1881 m. buvo pradėta serijinė įpylimo mašinų gamyba, kurios buvo naudojamos praktiniams skaičiavimams iki XX amžiaus šeštojo dešimtmečio.

Garsiausias masinės gamybos modelis buvo Rusijoje pagaminta Felix įpylimo mašina, kuri savo pavadinimą gavo 1900 m. tarptautinėje parodoje Paryžiuje aukso medalis.

Į mechaninį laikotarpį taip pat įtraukti teoriniai Babidge analitinių mašinų patobulinimai, kurie nebuvo įgyvendinti dėl finansavimo stokos. Teorinės raidos siekia 1920–1971 m. Analitinis variklis turėjo būti pirmasis aparatas, naudojantis programos valdymo principą ir skirtas skaičiuoti bet kokį algoritmą, įvestis-išvestis buvo planuojama naudojant perfokortas, turėjo veikti garo varikliu. Analitinis variklis susidėjo iš keturių pagrindinių dalių: pradinių, tarpinių ir gaunamų duomenų saugojimo bloko (sandėlis – atmintis); duomenų apdorojimo įrenginys (malūnas - aritmetinis prietaisas); skaičiavimo sekos valdymo blokas (valdymo įrenginys); pradinių duomenų įvedimo ir rezultatų spausdinimo blokas (įvesties/išvesties įrenginiai), kuris vėliau buvo visų šiuolaikinių kompiuterių struktūros prototipas. Kartu su anglų mokslininku dirbo ledi Ada Lovelace (anglų poeto George'o Byrono dukra). Ji sukūrė pirmąsias mašinos programas, išdėstė daug idėjų ir pristatė daugybę iki šių dienų išlikusių sąvokų ir terminų. Grafienė Lovelace laikoma pirmąja kompiuterių programuotoja, jos vardu pavadinta ADA programavimo kalba. Nors projektas nebuvo įgyvendintas, jis buvo plačiai žinomas ir puikiai įvertintas mokslininkų. Charlesas Babidge'as šimtmečiu lenkė savo laiką.

Tęsinys…

Visais laikais, pradedant nuo senovės, žmonėms reikėjo skaičiuoti. Iš pradžių jie skaičiuodavo savo pirštais ar akmenukais. Tačiau net ir paprastos aritmetinės operacijos su dideliais skaičiais yra sunkios žmogaus smegenims. Todėl jau senovėje buvo išrastas paprasčiausias skaičiavimo instrumentas – abakas, išrastas daugiau nei prieš 15 šimtmečių Viduržemio jūros šalyse. Šis šiuolaikinių sąskaitų prototipas buvo ant strypų suverti domino kauliukai, kuriuos naudojo prekybininkai.

Abakuso strypai aritmetine prasme žymi dešimtainius skaitmenis. Kiekvienas domino ant pirmojo strypo turi 1 reikšmę, antroje - 10, ant trečiojo - 100 ir tt. Iki XVII amžiaus abakas liko praktiškai vienintelis skaičiavimo instrumentas.

Rusijoje vadinamasis rusiškas abakas atsirado XVI a. Jie pagrįsti dešimtainių skaičių sistema ir leidžia greitai atlikti aritmetines operacijas (6 pav.)

Ryžiai. 6. Abakas

1614 m. matematikas Johnas Napier išrado logaritmus.

Logaritmas yra eksponentas, iki kurio reikia padidinti skaičių (logaritmo pagrindas), kad būtų gautas kitas duotas skaičius. Napier atrado, kad bet kuris skaičius gali būti išreikštas tokiu būdu ir kad bet kurių dviejų skaičių logaritmų suma yra lygi šių skaičių sandaugos logaritmui. Tai leido sumažinti daugybos veiksmą iki paprastesnio sudėjimo veiksmo. Napier sukūrė logaritmų lenteles. Norint padauginti du skaičius, reikia pažvelgti į jų logaritmus šioje lentelėje, juos sudėti ir rasti šią sumą atitinkantį skaičių atvirkštinėje lentelėje – antilogaritmai. Remdamasis šiomis lentelėmis, 1654 m. R. Bissacaras ir 1657 m. savarankiškai S. Partridge'as sukūrė stačiakampę slydimo taisyklę: inžinieriaus pagrindinis skaičiavimo prietaisas iki XX amžiaus vidurio (7 pav.).

Ryžiai. 7. Skaidrių taisyklė

1642 m. Blaise'as Pascalis išrado mechaninę sudėjimo mašiną, naudojančią dešimtainių skaičių sistemą. Kiekvienas dešimtainis skaitmuo buvo pavaizduotas ratuku su dešimčia dantų, nurodant skaičius nuo 0 iki 9. Iš viso buvo 8 ratai, tai yra, Paskalio mašina buvo 8 bitų.

Tačiau skaitmeninėje kompiuterijoje nugalėjo ne dešimtainė, o dvejetainė skaičių sistema. Pagrindinė to priežastis yra ta, kad gamtoje yra daug reiškinių su dviem stabiliomis būsenomis, pavyzdžiui, „įjungta / išjungta“, „yra įtampa / nėra įtampos“, „klaidingas teiginys / teisingas teiginys“, tačiau nėra reiškinių su dešimt stabilių valstybių. Kodėl dešimtainė sistema tokia plačiai paplitusi? Taip, vien dėl to, kad žmogus turi dešimt pirštų ant dviejų rankų ir juos patogu naudoti paprastam protiniam skaičiavimui. Tačiau elektroniniame skaičiavime daug lengviau naudoti dvejetainę skaičių sistemą, kurioje yra tik dvi stabilios elementų būsenos ir paprastos sudėties bei daugybos lentelės. Šiuolaikinėse skaitmeninėse skaičiavimo mašinose – kompiuteriuose – dvejetainė sistema naudojama ne tik skaičiams, su kuriais turi būti atliekamos skaičiavimo operacijos, įrašyti, bet ir pačių šių skaičiavimų komandoms ir net ištisoms operacijų programoms įrašyti. Tokiu atveju visi skaičiavimai ir operacijos kompiuteryje redukuojami iki paprasčiausių aritmetinių operacijų su dvejetainiais skaičiais.

Vienas pirmųjų, susidomėjusių dvejetaine sistema, buvo didysis vokiečių matematikas Gottfriedas Leibnicas. 1666 m., būdamas dvidešimties, savo darbe „Apie kombinatorikos meną“ jis sukūrė bendrą metodą, leidžiantį redukuoti bet kokią mintį iki tikslių formalių teiginių. Tai atvėrė galimybę perkelti logiką (Leibnicas ją pavadino minties dėsniais) iš žodžių karalystės į matematikos karalystę, kur tiksliai ir neabejotinai apibrėžiami santykiai tarp objektų ir teiginių. Taigi Leibnicas buvo formalios logikos įkūrėjas. Jis tyrinėjo dvejetainę skaičių sistemą. Tuo pačiu Leibnicas suteikė jam tam tikrą mistinę reikšmę: skaičių 1 jis susiejo su Dievu, o 0 – su tuštuma. Iš šių dviejų figūrų, jo nuomone, viskas įvyko. Ir šių dviejų skaičių pagalba galite išreikšti bet kokią matematinę sąvoką. Leibnicas pirmasis pasiūlė, kad dvejetainė sistema galėtų tapti universalia logine kalba.

Leibnicas svajojo sukurti „universalų mokslą“. Norėjosi išryškinti pačias paprasčiausias sąvokas, kurių pagalba pagal tam tikras taisykles galima suformuluoti bet kokio sudėtingumo sąvokas. Jis svajojo sukurti universalią kalbą, kuria bet kokias mintis būtų galima užrašyti matematinių formulių pavidalu. Galvojau apie mašiną, kuri galėtų iš aksiomų išvesti teoremas, apie loginių teiginių pavertimą aritmetiniais. 1673 metais jis sukūrė naujo tipo sumavimo mašiną – mechaninį skaičiuotuvą, kuris ne tik sudeda ir atima skaičius, bet ir daugina, dalina, kelia į laipsnius, ištraukia kvadratines ir kubines šaknis. Jis naudojo dvejetainę skaičių sistemą.

Universalią loginę kalbą 1847 m. sukūrė anglų matematikas George'as Boole'as. Jis sukūrė teiginių skaičiavimą, kuris vėliau jo garbei buvo pavadintas Būlio algebra. Tai yra formalioji logika, išversta į griežtą matematikos kalbą. Būlio algebros formulės paviršutiniškai panašios į mums iš mokyklos pažįstamas algebros formules. Tačiau šis panašumas yra ne tik išorinis, bet ir vidinis. Būlio algebra yra visiškai lygiavertė algebra, kuriai galioja dėsnių ir taisyklių rinkinys, priimtas kuriant. Tai žymėjimo sistema, taikoma bet kokiems objektams – skaičiams, raidėms ir sakiniams. Naudodami šią sistemą galite užkoduoti bet kokius teiginius, kurių teisingumą ar klaidingumą reikia įrodyti, ir tada manipuliuoti jais kaip įprastais skaičiais matematikoje.

Džordžas Būlis (1815–1864) – anglų matematikas ir logikas, vienas iš matematinės logikos įkūrėjų. Sukūrė logikos algebrą (darbuose „Matematinė logikos analizė“ (1847) ir „Mąstymo dėsnių studija“ (1854)).

Amerikiečių matematikas Charlesas Peirce'as suvaidino didžiulį vaidmenį Bulio algebros plitime ir jos raidoje.

Charlesas Pierce'as (1839–1914) buvo amerikiečių filosofas, logikas, matematikas ir gamtos mokslininkas, žinomas dėl savo darbų matematinės logikos srityje.

Svarstymo objektas logikos algebroje yra vadinamieji teiginiai, t.y. bet kokie teiginiai, kurie gali būti laikomi teisingais arba klaidingais: „Omskas yra miestas Rusijoje“, „15 yra lyginis skaičius“. Pirmasis teiginys yra teisingas, antrasis yra klaidingas.

Sudėtingi teiginiai, gauti iš paprastų, naudojant jungtukus IR, ARBA, JEI...TAI, neigimai NE, taip pat gali būti teisingi arba klaidingi. Jų tiesa priklauso tik nuo paprastų juos formuojančių teiginių teisingumo ar klaidingumo, pavyzdžiui: „Jei lauke nelyja, gali eiti pasivaikščioti“. Pagrindinė Būlio algebros užduotis yra ištirti šią priklausomybę. Svarstomos loginės operacijos, leidžiančios sudaryti sudėtingus teiginius iš paprastų: neigimas (NOT), konjunkcija (IR), disjunkcija (OR) ir kt.

1804 m. J. Jacquard išrado audimo mašiną, skirtą didelių raštų audiniams gaminti. Šis raštas buvo užprogramuotas naudojant visą kaladę perforuotų kortų – stačiakampių kortų iš kartono. Ant jų informacija apie raštą buvo užfiksuota išmušant skylutes (perforacijas), esančias tam tikra tvarka. Aparatui veikiant šios perfokortos buvo apčiuopiamos naudojant specialius kaiščius. Būtent tokiu mechaniniu būdu iš jų buvo skaitoma informacija, kad būtų išaustas užprogramuotas audinio raštas. Žakardo mašina buvo kompiuteriu valdomų mašinų prototipas, sukurtas XX amžiuje.

1820 m. Thomas de Colmar sukūrė pirmąją komercinę sudėties mašiną, galinčią dauginti ir dalyti. Nuo XIX amžiaus sudėjimo mašinos tapo plačiai paplitusios atliekant sudėtingus skaičiavimus.

1830 metais Charlesas Babbage'as bandė sukurti universalų analitinį variklį, kuris turėjo atlikti skaičiavimus be žmogaus įsikišimo. Norėdami tai padaryti, į jį buvo įvestos programos, kurios buvo iš anksto įrašytos ant perforuotų kortelių, pagamintų iš storo popieriaus, naudojant tam tikra tvarka ant jų padarytas skylutes (žodis „perforacija“ reiškia „perforuotas skyles popieriuje ar kartone“). Babbage's Analytical Engine programavimo principus 1843 m. sukūrė poeto Byrono dukra Ada Lovelace.

Ryžiai. 8. Charlesas Babbage'as

Ryžiai. 9. Ada Lovelace

Analitinis variklis turi gebėti atsiminti duomenis ir tarpinius skaičiavimo rezultatus, tai yra turėti atmintį. Šiame aparate turėjo būti trys pagrindinės dalys: įtaisas skaičiams, įvestiems naudojant krumpliaračius, saugoti (atmintis), įtaisas, skirtas operuoti skaičiais (aritmetinis vienetas), ir prietaisas skaičiams valdyti naudojant perfokortas (programų valdymo įrenginys). Analitinio variklio kūrimo darbas nebuvo baigtas, tačiau jame esančios idėjos padėjo sukurti pirmuosius kompiuterius XX amžiuje (išvertus iš anglų kalbos šis žodis reiškia „skaičiuotuvas“).

1880 metais V.T. Odneris Rusijoje sukūrė mechaninę papildymo mašiną su krumpliaračiais, o 1890 m. pradėjo masinę jos gamybą. Vėliau jis buvo gaminamas pavadinimu „Felix“ iki XX a. 50-ųjų (11 pav.).

Ryžiai. 10. V.T. Odner

Ryžiai. 11. Mechaninė įpylimo mašina "Felix"

1888 metais Hermanas Hollerithas (12 pav.) sukūrė pirmąją elektromechaninę skaičiavimo mašiną – tabulatorių, kuriame ant perfokortelių (13 pav.) išspausdinta informacija buvo iššifruota elektros srove. Šis aparatas leido kelis kartus sutrumpinti JAV surašymo skaičiavimo laiką. 1890 m. Hollerito išradimas pirmą kartą buvo panaudotas 11-ajame Amerikos gyventojų surašyme. Darbą, kurį 500 darbuotojų anksčiau prireikė net 7 metus, Hollerithas ir 43 padėjėjai atliko 43 lentelėse per vieną mėnesį.

1896 m. Hollerithas įkūrė įmonę, pavadintą Tabulating Machine Co. 1911 m. ši įmonė buvo sujungta su dviem kitomis įmonėmis, kurios specializuojasi statistinių duomenų apdorojimo automatizavime, o 1924 m. gavo savo šiuolaikinį pavadinimą IBM (Tarptautinės verslo mašinos). Ji tapo elektronine korporacija, viena didžiausių pasaulyje visų tipų kompiuteriai ir programinė įranga, pasaulinių informacinių tinklų tiekėja. IBM įkūrėjas buvo Thomas Watsonas Sr., kuris vadovavo įmonei 1914 m., iš esmės sukūrė IBM korporaciją ir vadovavo jai daugiau nei 40 metų. Nuo šeštojo dešimtmečio vidurio IBM užėmė lyderio poziciją pasaulinėje kompiuterių rinkoje. 1981 m. įmonė sukūrė savo pirmąjį asmeninį kompiuterį, kuris tapo pramonės standartu. Iki devintojo dešimtmečio vidurio IBM kontroliavo apie 60 % pasaulio elektroninių kompiuterių gamybos.

Ryžiai. 12. Thomas Watson Sr.

Ryžiai. 13. Hermanas Hollerithas

XIX amžiaus pabaigoje buvo išrasta perforuota juosta - popierius arba celiulioidinė plėvelė, ant kurios informacija buvo užklijuota perforatoriumi skylių rinkinio pavidalu.

Plati perforuota popierinė juosta buvo naudojama monotipijoje – rinkimo mašinoje, kurią T. Lanstonas išrado 1892 m. Monotipiją sudarė du nepriklausomi įrenginiai: klaviatūra ir liejimo aparatas. Klaviatūra buvo skirta spausdinimo programai sudaryti ant perforuotos juostos, o liejimo mašina spausdino pagal anksčiau klaviatūroje sudarytą programą iš specialaus tipografinio lydinio - gart.

Ryžiai. 14. Perfokorta

Ryžiai. 15. Perforuotos juostos

Rašytojas atsisėdo prie klaviatūros, pažiūrėjo į tekstą, stovintį priešais jį ant muzikos stovo ir paspaudė atitinkamus klavišus. Kai buvo paspaustas vienas iš raidžių klavišų, perforavimo mechanizmo adatos naudojo suslėgtą orą, kad popierinėje juostoje išmuštų kodų derinį. Šis derinys atitiko duotą raidę, ženklą arba tarpą tarp jų. Po kiekvieno klavišo paspaudimo popierinė juostelė pasislinko vienu žingsniu – 3 mm. Kiekviena horizontali skylučių eilutė perforuotame popieriuje atitinka vieną raidę, ženklą arba tarpą tarp jų. Pagaminta (perforuota) perforuoto popieriaus juostos ritė buvo perkelta į liejimo mašiną, kurioje, taip pat naudojant suslėgtą orą, iš perforuotos popieriaus juostos buvo nuskaitoma joje užkoduota informacija ir automatiškai gaminamas raidžių rinkinys. Taigi, monotipas yra viena iš pirmųjų kompiuterių valdomų mašinų technologijų istorijoje. Jis buvo priskirtas karštojo tipo rinkimo mašinoms ir laikui bėgant užleido vietą fototipijoms, o vėliau elektroniniam rinkimui.

Kiek anksčiau už monotipiją, 1881 m., buvo išrastas fortepijonas (arba fonola) – instrumentas automatiškai groti pianinu. Jis taip pat veikė suslėgtu oru. Fortepijone kiekvienas įprasto fortepijono ar fortepijono klavišas atitinka į jį smogiantį plaktuką. Visi plaktukai kartu sudaro priešpriešinę klaviatūrą, kuri yra pritvirtinta prie fortepijono klaviatūros. Į fortepijoną įkišama ant volelio suvyniota plati popierinė perforuota juosta. Skylės ant perforuotos juostos daromos iš anksto pianistui grojant - tai savotiškos „natos“. Kai veikia pianola, perforuota popierinė juosta pervyniojama nuo vieno volelio ant kito. Jame įrašyta informacija nuskaitoma naudojant pneumatinį mechanizmą. Jis suaktyvina plaktukus, atitinkančius skylutes perforuotoje juostoje, todėl jie muša klavišus ir atkuria pianisto pasirodymą. Taigi pianola taip pat buvo programa valdoma mašina. Išsaugotų perforuotų fortepijoninių juostų dėka šiuolaikiniais metodais buvo galima atkurti ir perrašyti tokių žymių praeities pianistų, kaip kompozitoriaus A.N., pasirodymus. Skriabinas. Fortepijoną naudojo žymūs kompozitoriai ir pianistai Rubinšteinas, Paderewskis, Busoni.

Vėliau informacija buvo nuskaitoma iš perforavimo juostos ir perforuotų kortelių naudojant elektros kontaktus – metalinius šepetėlius, kurie, prisilietus prie skylės, uždarydavo elektros grandinę. Tada šepečiai buvo pakeisti fotoelementais, o informacijos skaitymas tapo optinis, bekontaktis. Taip informacija buvo fiksuojama ir skaitoma pirmuosiuose skaitmeniniuose kompiuteriuose.

Loginės operacijos yra glaudžiai susijusios su kasdieniu gyvenimu.

Naudodami vieną elementą ARBA dviem įvestims, du AND elementus dviem įvestims ir vieną elementą NOT, galite sukurti dvejetainio pusinio sumtuvo loginę grandinę, galinčią atlikti dviejų vienaženklių dvejetainių skaičių dvejetainio sudėjimo operaciją (t. y. įvykdyti dvejetainės aritmetikos taisyklės):

0 +0 =0; 0+1=1; 1+0=1; 1+1=0. Tai darydama, ji paskirsto nešiojamąjį bitą.

Tačiau tokioje grandinėje nėra trečios įvesties, kuriai būtų galima pritaikyti perdavimo signalą iš ankstesnio dvejetainių skaičių sumos bito. Todėl pussumiklis naudojamas tik mažiausiai reikšmingame loginės grandinės bite, sumuojant kelių bitų dvejetainius skaičius, kur negali būti perdavimo signalo iš ankstesnio dvejetainio bito. Visas dvejetainis sumatorius prideda du kelių bitų dvejetainius skaičius, atsižvelgiant į perdavimo signalus iš ankstesnių dvejetainių bitų pridėjimo.

Sujungę dvejetainius sumatorius kaskadoje, galite gauti loginio sumtuvo grandinę dvejetainiams skaičiams su bet kokiu skaitmenų skaičiumi.

Su kai kuriais pakeitimais šios loginės grandinės taip pat naudojamos dvejetainiams skaičiams atimti, dauginti ir dalyti. Jų pagalba buvo sukurti šiuolaikinių kompiuterių aritmetiniai prietaisai.

1937 metais George'as Stibitzas (16 pav.) iš įprastų elektromechaninių relių sukūrė dvejetainį sumatorių – įrenginį, galintį atlikti skaičių sudėjimo dvejetainiame kode operaciją. Ir šiandien dvejetainis sumtuvas vis dar yra vienas iš pagrindinių bet kurio kompiuterio komponentų, jo aritmetinio įrenginio pagrindas.

Ryžiai. 16. Džordžas Stibitzas

1937–1942 metais Johnas Atanasoffas (17 pav.) sukūrė pirmojo kompiuterio, kuris veikė vakuuminiais vamzdžiais, modelį. Jis naudojo dvejetainę skaičių sistemą. Duomenims įvesti ir skaičiavimo rezultatams išvesti buvo naudojamos perfokortos. Šios mašinos darbai buvo beveik baigti 1942 m., tačiau dėl karo tolesnis finansavimas buvo sustabdytas.

Ryžiai. 17. Johnas Atanasoffas

1937 metais Konradas Zuse (12 pav.) sukūrė savo pirmąjį kompiuterį Z1, pagrįstą elektromechaninėmis relėmis. Pradiniai duomenys buvo įvesti į jį naudojant klaviatūrą, o skaičiavimų rezultatas buvo rodomas skydelyje su daugybe lempučių. 1938 metais K. Zuse sukūrė patobulintą modelį Z2. Programos į ją buvo įvestos naudojant perforuotą juostą. Jis pagamintas išmušant skylutes naudotoje 35 mm fotojuostoje. 1941 metais K. Zuse sukonstravo veikiantį kompiuterį Z3, o vėliau ir Z4, paremtą dvejetaine skaičių sistema. Jie buvo naudojami skaičiavimams kuriant orlaivius ir raketas. 1942 m. Konradas Zuse ir Helmut Schreier sumanė Z3 paversti iš elektromechaninių relių į vakuuminius vamzdžius. Tokia mašina turėjo veikti 1000 kartų greičiau, tačiau jos sukurti nepavyko – užkliuvo karas.

Ryžiai. 18. Konradas Zuse

1943–1944 m. vienoje iš IBM įmonių (IBM), bendradarbiaujant su Harvardo universiteto mokslininkais, vadovaujamais Howardo Aikeno, buvo sukurtas kompiuteris Mark-1. Jis svėrė apie 35 tonas. „Mark-1“ buvo pagrįstas elektromechaninių relių naudojimu ir veikė skaičiais, užkoduotais perforuotoje juostoje.

Ją kuriant buvo panaudotos Charleso Babbage'o Analitiniame variklyje išdėstytos idėjos. Skirtingai nei Stiebitzas ir Zuse, Aikenas nesuvokė dvejetainės skaičių sistemos pranašumų ir savo mašinoje naudojo dešimtainę sistemą. Aparatas galėjo manipuliuoti iki 23 skaitmenų ilgio skaičiais. Kad padaugintų du tokius skaičius, jai prireikė 4 sekundžių. 1947 metais buvo sukurta mašina Mark-2, kuri jau naudojo dvejetainę skaičių sistemą. Šioje mašinoje sudėjimo ir atimties operacijos užtruko vidutiniškai 0,125 sekundės, o daugybos – 0,25 sekundės.

Abstraktus loginės algebros mokslas artimas praktiniam gyvenimui. Tai leidžia išspręsti įvairias valdymo problemas.

Elektromagnetinių relių įvesties ir išvesties signalai, kaip ir Būlio algebros teiginiai, taip pat turi tik dvi reikšmes. Kai apvija išjungta, įvesties signalas yra 0, o kai srovė teka per apviją, įvesties signalas yra 1. Kai relės kontaktas yra atidarytas, išėjimo signalas yra 0, o kai kontaktas yra uždarytas. yra 1.

Būtent šį panašumą tarp Būlio algebros teiginių ir elektromagnetinių relių elgesio pastebėjo garsus fizikas Paulas Ehrenfestas. Dar 1910 metais jis pasiūlė naudoti Būlio algebrą, kad apibūdintų relių grandinių veikimą telefono sistemose. Pagal kitą versiją, idėja naudoti Būlio algebrą elektros perjungimo grandinėms apibūdinti priklauso Peirce'ui. 1936 m. šiuolaikinės informacijos teorijos įkūrėjas Claude'as Shannonas savo daktaro disertacijoje sujungė dvejetainių skaičių sistemą, matematinę logiką ir elektros grandines.

Patogu jungtis tarp elektromagnetinių relių grandinėse žymėti naudojant logines operacijas NE, IR, ARBA, KARTOTIS (TAIP) ir kt. Pavyzdžiui, nuoseklus relės kontaktų sujungimas įgyvendina operaciją IR, o lygiagretus šių kontaktų sujungimas – loginę ARBA operaciją. Panašiai operacijos IR, ARBA, NE atliekamos elektroninėse grandinėse, kur elektros grandines uždarančių ir atidarančių relių vaidmenį atlieka bekontakčiai puslaidininkiniai elementai - tranzistoriai, sukurti 1947–1948 metais amerikiečių mokslininkų D. Bardeeno, W. Brattain ir W. Shockley.

Elektromechaninės relės buvo per lėtos. Todėl jau 1943 metais amerikiečiai pradėjo kurti vakuuminių vamzdžių pagrindu sukurtą kompiuterį. 1946 m. ​​Presperas Eckertas ir Johnas Mauchly (13 pav.) sukūrė pirmąjį elektroninį skaitmeninį kompiuterį ENIAC. Jo svoris buvo 30 tonų, jis užėmė 170 kvadratinių metrų. m ploto. Vietoj tūkstančių elektromechaninių relių ENIAC buvo 18 000 vakuuminių vamzdžių. Mašina skaičiavo dvejetainėje sistemoje ir per sekundę atliko 5000 sudėjimo arba 300 daugybos operacijų. Šioje mašinoje ant vakuuminių vamzdžių buvo pastatytas ne tik aritmetinis įrenginys, bet ir saugojimo įrenginys. Skaitiniai duomenys buvo įvedami perforuotomis kortelėmis, o programos į šį įrenginį buvo įvedamos naudojant kištukus ir rinkimo laukus, tai yra, kiekvienai naujai programai reikėjo prijungti tūkstančius kontaktų. Todėl pasiruošimas išspręsti naują problemą užtruko iki kelių dienų, nors pati problema buvo išspręsta per kelias minutes. Tai buvo vienas pagrindinių tokios mašinos trūkumų.

Ryžiai. 19. Presperas Eckertas ir Johnas Mauchly

Trijų iškilių mokslininkų - Claude'o Shannono, Alano Turingo ir Johno von Neumanno - darbai tapo pagrindu kuriant šiuolaikinių kompiuterių struktūrą.

Shannon Claude (g. 1916 m.) – amerikiečių inžinierius ir matematikas, matematinės informacijos teorijos įkūrėjas.

1948 m. jis paskelbė darbą „Matematinė komunikacijos teorija“ su savo informacijos perdavimo ir apdorojimo teorija, kuri apėmė visų tipų pranešimus, įskaitant tuos, kurie perduodami gyvų organizmų nervinėmis skaidulomis. Šenonas įvedė informacijos kiekio sąvoką kaip sistemos būsenos neapibrėžtumo matą, pašalintą gaunant informaciją. Jis pavadino šį neapibrėžtumo matą entropija pagal analogiją su panašia sąvoka statistinėje mechanikoje. Kai stebėtojas gauna informaciją, sumažėja entropija, tai yra jo nežinojimo apie sistemos būklę laipsnis.

Alanas Turingas (1912–1954) – anglų matematikas. Pagrindiniai jo darbai susiję su matematine logika ir skaičiavimo matematika. 1936–1937 metais parašė esminį darbą „Apie apskaičiuojamus skaičius“, kuriame pristatė abstrakčiojo prietaiso, vėliau pavadinto „Turingo mašina“, koncepciją. Šiame įrenginyje jis numatė pagrindines šiuolaikinio kompiuterio savybes. Turingas savo įrenginį pavadino „universalia mašina“, nes jis turėjo išspręsti bet kokią leistiną (teoriškai išsprendžiamą) matematinę ar loginę problemą. Duomenys į jį turi būti suvesti iš popierinės juostos, suskirstytos į langelius - langelius. Kiekvienoje tokioje ląstelėje arba turėjo būti simbolis, arba ne. Tiuringo mašina galėtų apdoroti iš juostos įvestus simbolius ir juos pakeisti, tai yra ištrinti ir įrašyti naujus pagal instrukcijas, saugomas jos vidinėje atmintyje.

Neumann John von (1903–1957) – amerikiečių matematikas ir fizikas, atominių ir vandenilinių ginklų kūrimo dalyvis. Gimęs Budapešte, nuo 1930 m. gyveno JAV. Savo pranešime, paskelbtame 1945 m. ir tapusiame pirmuoju darbu apie skaitmeninius elektroninius kompiuterius, jis nustatė ir apibūdino šiuolaikinio kompiuterio „architektūrą“.

Kitoje mašinoje – EDVAC – jos talpesnė vidinė atmintis galėjo saugoti ne tik pirminius duomenis, bet ir skaičiavimo programą. Šią idėją – saugoti programas mašinų atmintyje – iškėlė matematikas Johnas von Neumannas kartu su Mauchly ir Eckertu. Jis pirmasis aprašė universalaus kompiuterio struktūrą (vadinamąją šiuolaikinio kompiuterio „von Neumann architektūrą“). Siekiant universalumo ir efektyvaus veikimo, pasak von Neumanno, kompiuteryje turi būti centrinis aritmetinis-loginis blokas, centrinis visoms operacijoms valdyti skirtas įrenginys, saugojimo įrenginys (atmintis) ir informacijos įvesties/išvesties įrenginys, o programos turėtų būti saugomos kompiuterio atmintis.

Von Neumannas manė, kad kompiuteris turi veikti dvejetainės skaičių sistemos pagrindu, būti elektroninis ir atlikti visas operacijas nuosekliai, vieną po kitos. Šie principai yra visų šiuolaikinių kompiuterių pagrindas.

Vakuuminius vamzdžius naudojusi mašina veikė daug greičiau nei ta, kuri naudojo elektromechanines reles, tačiau patys vakuuminiai vamzdžiai buvo nepatikimi. Jiems dažnai nepavykdavo. Norėdami juos pakeisti 1947 m., Johnas Bardeenas, Walteris Brattainas ir Williamas Shockley pasiūlė naudoti jų išrastus perjungiamus puslaidininkinius elementus - tranzistorius.

Johnas Bardeenas (1908–1991) – amerikiečių fizikas. Vienas iš pirmojo tranzistoriaus kūrėjų (1956 m. Nobelio fizikos premija kartu su W. Brattain ir W. Shockley už tranzistoriaus efekto atradimą). Vienas iš mikroskopinės superlaidumo teorijos autorių (1957 m. antroji Nobelio premija kartu su L. Cooper ir D. Schriffen).

Walteris Brattainas (1902–1987) – amerikiečių fizikas, vienas pirmojo tranzistoriaus kūrėjų, 1956 m. Nobelio fizikos premijos laureatas.

William Shockley (1910–1989) – amerikiečių fizikas, vienas pirmojo tranzistoriaus kūrėjų, 1956 m. Nobelio fizikos premijos laureatas.

Šiuolaikiniuose kompiuteriuose mikroskopiniai tranzistoriai integrinio grandyno mikroschemoje yra sugrupuoti į „vartų“ sistemas, kurios atlieka logines operacijas su dvejetainiais skaičiais. Pavyzdžiui, jų pagalba buvo sukurti aukščiau aprašyti dvejetainiai sumatoriai, leidžiantys sudėti daugiaženklius dvejetainius skaičius, atimti, dauginti, dalyti ir lyginti skaičius tarpusavyje. Loginiai vartai, veikdami pagal tam tikras taisykles, kontroliuoja duomenų judėjimą ir komandų vykdymą kompiuteryje.

Pirmųjų kompiuterių tipų tobulinimas paskatino 1951 m. sukurti UNIVAC kompiuterį, skirtą komerciniam naudojimui. Tai tapo pirmuoju komerciniu būdu pagamintu kompiuteriu.

1952 metais pasirodęs nuoseklusis vamzdinis kompiuteris IBM 701 atliko iki 2200 daugybos operacijų per sekundę.

IBM 701 kompiuteris

Iniciatyva sukurti šią sistemą priklausė Thomas Watson Jr. 1937 metais jis pradėjo dirbti įmonėje keliaujančiu pardavėju. Jis nustojo dirbti IBM tik karo metu, kai buvo JAV oro pajėgų pilotas. Grįžęs į įmonę 1946 m., jis tapo jos viceprezidentu ir vadovavo IBM nuo 1956 iki 1971 m. Išlikdamas IBM direktorių tarybos nariu, Thomas Watsonas 1979–1981 m. dirbo JAV ambasadoriumi SSRS.

Thomas Watsonas (jaunesnysis)

1964 m. IBM paskelbė sukūrusi šešis IBM 360 šeimos modelius (System 360), kurie tapo pirmaisiais trečiosios kartos kompiuteriais. Modeliai turėjo vieną komandų sistemą ir skyrėsi vienas nuo kito RAM kiekiu ir našumu. Kuriant šeimos modelius buvo panaudota daugybė naujų principų, kurie padarė mašinas universalias ir leido jas vienodai efektyviai naudoti tiek sprendžiant įvairių mokslo ir technikos sričių problemas, tiek apdorojant duomenis vadyba ir verslas. IBM System/360 (S/360) yra universalių kompiuterių klasės universaliųjų kompiuterių šeima. Tolesni IBM/360 patobulinimai buvo 370, 390, z9 ir zSeries sistemos. SSRS IBM/360 buvo klonuotas pavadinimu ES COMPUTER. Jie buvo programinė įranga, suderinama su jų amerikietiškais prototipais. Tai leido naudoti vakarietišką programinę įrangą esant nepakankamai išvystytai vietinei „programavimo pramonei“.

IBM/360 kompiuteris

T. Watsonas (jaunesnysis) ir V. Lersonas prie IBM/360 kompiuterio

Pirmoji SSRS mažoji elektroninė skaičiavimo mašina (MESM), naudojanti vakuuminius vamzdžius, buvo pastatyta 1949–1951 m. vadovaujant akademikui S.A. Lebedeva. Nepriklausomai nuo užsienio mokslininkų S.A. Lebedevas sukūrė kompiuterio su atmintyje saugoma programa konstravimo principus. MESM buvo pirmoji tokia mašina. Ir 1952–1954 m. jam vadovaujant buvo sukurta didelės spartos elektroninė skaičiavimo mašina (BESM), atliekanti 8000 operacijų per sekundę.

Lebedevas Sergejus Aleksejevičius

Elektroninių kompiuterių kūrimui vadovavo didžiausi sovietų mokslininkai ir inžinieriai I.S. Brook, W.M. Gluškovas, Yu.A. Bazilevskis, B.I. Ramejevas, L.I. Gutenmacheris, N.P. Brusencovas.

Pirmoji sovietinių kompiuterių karta apėmė vamzdinius kompiuterius - „BESM-2“, „Strela“, „M-2“, „M-3“, „Minskas“, „Ural-1“, „Ural-2“, „M“. - 20".

Antrosios kartos sovietiniai kompiuteriai apima puslaidininkinius mažus kompiuterius „Nairi“ ir „Mir“, vidutinio dydžio kompiuterius moksliniams skaičiavimams ir informacijos apdorojimui, kurių greitis yra 5–30 tūkst. operacijų per sekundę „Minsk-2“, „Minsk-22“. , „Minskas-32“, „Ural-14“, „Razdan-2“, „Razdan-3“, „BESM-4“, „M-220“ ir valdymo kompiuteriai „Dnepr“, „VNIIEM-3“, taip pat itin didelės spartos BESM-6, kurio našumas siekia 1 mln. operacijų per sekundę.

Sovietinės mikroelektronikos įkūrėjai buvo mokslininkai, emigravę iš JAV į SSRS: F.G. Starosas (Alfredas Sarantas) ir I.V. Bergas (Joelis Barras). Jie tapo mikroelektronikos centro Zelenograde prie Maskvos iniciatoriais, organizatoriais ir vadovais.

F.G. Staros

Trečiosios kartos kompiuteriai, pagrįsti integriniais grandynais, SSRS pasirodė septintojo dešimtmečio antroje pusėje. Sukurta vieninga kompiuterinė sistema (ES COMPUTER) ir mažoji kompiuterinė sistema (SM COMPUTER), organizuota jų masinė gamyba. Kaip minėta aukščiau, ši sistema buvo amerikietiškos IBM/360 sistemos klonas.

Jevgenijus Aleksejevičius Lebedevas buvo aršus amerikietiškos IBM/360 sistemos, kuri sovietinėje versijoje buvo vadinama ES kompiuteriu, kopijavimo priešininkas, prasidėjęs aštuntajame dešimtmetyje. ES kompiuterių vaidmuo kuriant vietinius kompiuterius yra dviprasmiškas.

Pradiniame etape ES kompiuterių atsiradimas paskatino kompiuterinių sistemų suvienodinimą, leido nustatyti pradinius programavimo standartus ir organizuoti didelio masto projektus, susijusius su programų įgyvendinimu.

To kaina buvo plačiai paplitęs jų pačių originalių kūrimų apribojimas ir tapimas visiškai priklausomu nuo IBM idėjų ir koncepcijų, kurios tuo metu buvo toli gražu ne pačios geriausios. Staigus perėjimas nuo lengvai naudojamų sovietinių mašinų prie daug sudėtingesnės aparatinės ir programinės įrangos IBM/360 reiškė, kad daugelis programuotojų turėjo įveikti sunkumus, susijusius su IBM kūrėjų trūkumais ir klaidomis. Pradiniai ES kompiuterių modeliai dažnai buvo prastesni už to meto buitinius kompiuterius.

Vėlesniame etape, ypač devintajame dešimtmetyje, plačiai paplitęs ES kompiuterių diegimas tapo rimta kliūtimi programinės įrangos, duomenų bazių ir dialogų sistemų kūrimui. Po brangių ir iš anksto suplanuotų pirkimų įmonės buvo priverstos eksploatuoti pasenusias kompiuterines sistemas. Lygiagrečiai mažose mašinose ir asmeniniuose kompiuteriuose buvo kuriamos sistemos, kurios tapo vis populiaresnės.

Vėliau, prasidėjus perestroikai, 1988–1989 m., mūsų šalį užtvindė užsienio asmeniniai kompiuteriai. Jokios priemonės negalėjo sustabdyti ES kompiuterių serijos krizės. Vidaus pramonė nesugebėjo sukurti analogų ar pakaitalų ES kompiuteriams, remiantis nauja elementų baze. SSRS ekonomika tuo metu neleido išleisti milžiniškų finansinių išteklių mikroelektroninės įrangos kūrimui. Dėl to buvo visiškai pereita prie importuotų kompiuterių. Pagaliau buvo apribotos buitinių kompiuterių kūrimo programos. Problemų kilo perkeliant technologijas į šiuolaikinius kompiuterius, modernizuojant technologijas, įdarbinant ir perkvalifikuojant šimtus tūkstančių specialistų.

Prognozė S.A. Lebedeva pasiteisino. Ir JAV, ir visame pasaulyje jie vėliau ėjo jo pasiūlytu keliu: viena vertus, sukuriami superkompiuteriai, kita vertus, visa serija mažiau galingų kompiuterių, skirtų įvairioms programoms - asmeninėms, specializuotoms ir kt.

Ketvirtoji sovietinių kompiuterių karta buvo įdiegta didelio masto (LSI) ir itin didelio masto (VLSI) integrinių grandynų pagrindu.

Didelių ketvirtos kartos kompiuterių sistemų pavyzdys buvo kelių procesorių kompleksas „Elbrus-2“, kurio greitis siekia iki 100 milijonų operacijų per sekundę.

1950-aisiais buvo sukurti antrosios kartos kompiuteriai su tranzistoriais. Dėl to mašinų greitis padidėjo 10 kartų, o dydis ir svoris gerokai sumažėjo. Jie pradėjo naudoti saugojimo įrenginius ant magnetinių ferito šerdžių, galinčių saugoti informaciją neribotą laiką, net kai kompiuteriai yra išjungti. Juos 1951–1953 metais sukūrė Joy Forrester. Dideli informacijos kiekiai buvo saugomi išorinėse laikmenose, tokiose kaip magnetinė juosta ar magnetinis būgnas.

Pirmąjį kietąjį diską kompiuterijos istorijoje (winchester) 1956 m. sukūrė IBM inžinierių grupė, vadovaujama Reynoldo B. Johnsono. Prietaisas vadinosi 305 RAMAC – laisvosios prieigos apskaitos ir kontrolės metodas. Pavarą sudarė 50 aliuminio diskų, kurių skersmuo buvo 24 coliai (apie 60 cm), o kiekvieno storis - 2,5 cm. Ant aliuminio plokštės paviršiaus buvo uždėtas magnetinis sluoksnis, ant kurio buvo atliktas įrašas. Visa ši diskų struktūra ant bendros ašies sukosi darbo režimu pastoviu 1200 aps./min greičiu, o pats diskas užėmė 3x3,5 m plotą, kurio bendra talpa buvo 5 MB. Vienas iš svarbiausių principų, naudotų kuriant RAMAC 305, buvo tai, kad galvutės nesiliestų su diskų paviršiumi, o svyruotų nedideliu fiksuotu atstumu. Tam buvo naudojami specialūs oro purkštukai, nukreipiantys srautą į diską per mažas skylutes galvutės laikikliuose ir taip sukurdami tarpą tarp galvutės ir besisukančios plokštės paviršiaus.

Winchester (kietasis diskas) kompiuterių vartotojams suteikė galimybę saugoti labai didelius informacijos kiekius ir tuo pačiu greitai gauti reikiamus duomenis. Sukūrus standųjį diską 1958 m., magnetinės juostos laikmenos buvo atsisakyta.

1959 metais D. Kilby, D. Herney, K. Lehovec ir R. Noyce (14 pav.) išrado integrinius grandynus (lustus), kuriuose visi elektroniniai komponentai kartu su laidininkais buvo patalpinti į silicio plokštelę. Lustų naudojimas kompiuteriuose leido sutrumpinti srovės srauto kelius perjungimo metu. Skaičiavimo greitis išaugo dešimt kartų. Taip pat gerokai sumažėjo mašinų matmenys. Lusto išvaizda leido sukurti trečiosios kartos kompiuterius. O 1964 metais IBM pradėjo gaminti IBM-360 kompiuterius, pagrįstus integriniais grandynais.

Ryžiai. 14. D. Kilby, D. Hurney, K. Lechovec ir R. Noyce

1965 m. Douglas Engelbart (15 pav.) sukūrė pirmąją „pelę“ – kompiuterinį rankinį manipuliatorių. Pirmą kartą jis buvo panaudotas „Apple Macintosh“ asmeniniame kompiuteryje, išleistame vėliau, 1976 m.

Ryžiai. 19. Douglas Engelbart

1971 m. IBM pradėjo gaminti kompiuterio diskelį, kurį išrado Yoshiro Nakamatsu, išimamą lankstų magnetinį diską ("floppy diską"), skirtą nuolatiniam informacijos saugojimui. Iš pradžių diskelis buvo 8 colių skersmens ir 80 KB talpos, vėliau – 5 colių. Šiuolaikinis 1,44 MB diskelis, kurį Sony pirmą kartą išleido 1982 m., yra patalpintas kietame plastikiniame dėkle, jo skersmuo yra 3,5 colio.

1969 metais JAV pradėtas kurti gynybos kompiuterių tinklas – modernaus pasaulinio interneto pirmtakas.

Aštuntajame dešimtmetyje buvo sukurti taškiniai spausdintuvai, skirti spausdinti informaciją iš kompiuterių.

1971 m. Intel darbuotojas Edwardas Hoffas (20 pav.) sukūrė pirmąjį mikroprocesorių 4004, įdėdamas keletą integrinių grandynų į vieną silicio lustą. Nors iš pradžių jis buvo skirtas naudoti skaičiuotuvuose, iš esmės tai buvo pilnas mikrokompiuteris. Šis revoliucinis išradimas radikaliai pakeitė idėją apie kompiuterius kaip didelių gabaritų, sudėtingus monstrus. Mikroprocesorius leido sukurti ketvirtos kartos kompiuterius, telpančius ant vartotojo stalo.

Ryžiai. 20. Edvardas Hofas

Aštuntojo dešimtmečio viduryje buvo pradėtas bandymas sukurti asmeninį kompiuterį (PC), skaičiavimo mašiną, skirtą privačiam vartotojui.

1974 metais Edvardas Robertsas (21 pav.) sukūrė pirmąjį asmeninį kompiuterį Altair, paremtą Intel 8080 mikroprocesoriaus (22 pav.). Tačiau be programinės įrangos tai buvo neveiksminga: juk privatus vartotojas neturi namuose savo programuotojo „po ranka“.

Ryžiai. 21. Edvardas Robertsas

Ryžiai. 22. Pirmasis asmeninis kompiuteris Altair

1975 metais du Harvardo universiteto studentai Billas Gatesas ir Paulas Allenas sužinojo apie kompiuterio Altair sukūrimą (23 pav.). Jie pirmieji suprato, kad reikia skubiai rašyti programinę įrangą asmeniniams kompiuteriams ir per mėnesį sukūrė ją Altair kompiuteriui pagal BASIC kalbą. Tais pačiais metais jie įkūrė „Microsoft“, kuri greitai tapo asmeninių kompiuterių programinės įrangos lydere ir tapo turtingiausia kompanija pasaulyje.

Ryžiai. 23. Billas Gatesas ir Paulas Allenas

Ryžiai. 24. Billas Gatesas

1973 metais IBM sukūrė kietąjį magnetinį diską (kietąjį diską) kompiuteriui. Šis išradimas leido sukurti didelės talpos ilgalaikę atmintį, kuri išsaugoma išjungus kompiuterį.

Pirmieji Altair-8800 mikrokompiuteriai tebuvo dalių, kurias dar reikėjo surinkti, rinkinys. Be to, juos naudoti buvo itin nepatogu: neturėjo nei monitoriaus, nei klaviatūros, nei pelės. Informacija į juos buvo įvedama naudojant priekinio skydelio jungiklius, o rezultatai buvo rodomi naudojant LED indikatorius. Vėliau jie pradėjo rodyti rezultatus naudodami teletipą – telegrafo aparatą su klaviatūra.

1976 m. 26 metų inžinierius Steve'as Wozniakas iš Hewlett-Packard sukūrė iš esmės naują mikrokompiuterį. Jis pirmasis panaudojo į rašomosios mašinėlės klaviatūrą panašią klaviatūrą duomenims įvesti, o įprastą televizorių – informacijai rodyti. Jo ekrane simboliai buvo rodomi 24 eilutėse po 40 simbolių. Kompiuteris turėjo 8 KB atminties, iš kurios pusę užėmė įmontuota BASIC kalba, o pusę vartotojas galėjo naudoti savo programoms įvesti. Šis kompiuteris buvo gerokai pranašesnis už Altair-8800, kuriame buvo tik 256 baitai atminties. S. Wozniakas savo naujajam kompiuteriui parūpino jungtį (vadinamąjį „lizdą“), skirtą papildomiems įrenginiams prijungti. Steve'o Wozniako draugas Steve'as Jobsas pirmasis suprato ir įvertino šio kompiuterio perspektyvas (25 pav.). Jis pasiūlė organizuoti įmonę jos serijinei gamybai. 1976 m. balandžio 1 d. jie įkūrė „Apple“ kompaniją, o 1977 m. sausį ją oficialiai įregistravo. Naująjį kompiuterį jie pavadino Apple-I (26 pav.). Per 10 mėnesių jiems pavyko surinkti ir parduoti apie 200 „Apple-I“ kopijų.

Ryžiai. 25. Steve'as Wozniakas ir Steve'as Jobsas

Ryžiai. 26. Apple-I asmeninis kompiuteris

Tuo metu Wozniakas jau stengėsi jį tobulinti. Naujoji versija vadinosi Apple-II (23 pav.). Kompiuteris pagamintas plastikiniame korpuse, gavo grafinį režimą, garsą, spalvą, praplėstą atmintį, 8 išplėtimo jungtis (lizdus) vietoj vienos. Programoms išsaugoti naudojo kasetinį grotuvą. Pirmojo Apple II modelio pagrindas, kaip ir Apple I, buvo MOS technologijos 6502 mikroprocesorius, kurio taktinis dažnis buvo 1 megahercas. BASIC buvo įrašytas į nuolatinę atmintį. 4 KB RAM talpa buvo išplėsta iki 48 KB. Informacija buvo rodoma spalvotame arba juodai baltame televizoriuje, veikiančiame pagal JAV NTSC standarto sistemą. Teksto režimu buvo rodomos 24 eilutės, po 40 simbolių, o grafiniame režime skiriamoji geba buvo 280 x 192 pikseliai (šešios spalvos). Pagrindinis Apple II privalumas buvo galimybė išplėsti savo RAM iki 48 KB ir naudoti 8 jungtis papildomiems įrenginiams prijungti. Spalvotos grafikos panaudojimo dėka jį galima naudoti įvairiems žaidimams (27 pav.).

Ryžiai. 27. Apple II asmeninis kompiuteris

Dėl savo galimybių Apple II išpopuliarėjo tarp įvairių profesijų žmonių. Jo naudotojai neprivalėjo turėti elektronikos ar programavimo kalbų žinių.

Apple II tapo pirmuoju tikrai asmeniniu kompiuteriu mokslininkams, inžinieriams, teisininkams, verslininkams, namų šeimininkėms ir moksleiviams.

1978 metų liepą Apple II buvo papildytas Disk II disku, kuris gerokai išplėtė jo galimybes. Jai buvo sukurta disko operacinė sistema Apple-DOS. O 1978 metų pabaigoje kompiuteris vėl buvo patobulintas ir išleistas Apple II Plus pavadinimu. Dabar jis gali būti naudojamas verslo sferoje informacijai saugoti, verslui vykdyti ir padėti priimant sprendimus. Prasidėjo tokių taikomųjų programų kūrimas kaip teksto redaktoriai, organizatoriai, skaičiuoklės.

1979 m. Danas Bricklinas ir Bobas Frankstonas sukūrė „VisiCalc“ – pirmąją pasaulyje skaičiuoklę. Šis įrankis geriausiai tiko buhalteriniams skaičiavimams. Pirmoji jo versija buvo parašyta Apple II, kuri dažnai buvo perkama tik darbui su VisiCalc.

Taip per kelerius metus mikrokompiuteris, daugiausia „Apple“ ir jos įkūrėjų Steveno Jobso ir Steve'o Wozniako dėka, virto asmeniniu kompiuteriu įvairių profesijų žmonėms.

1981 m. pasirodė IBM PC asmeninis kompiuteris, kuris netrukus tapo kompiuterių pramonės standartu ir išstūmė iš rinkos beveik visus konkuruojančius asmeninių kompiuterių modelius. Vienintelė išimtis buvo „Apple“. 1984 metais buvo sukurtas Apple Macintosh – pirmasis kompiuteris su grafine sąsaja, valdoma pele. Dėl savo pranašumų Apple sugebėjo išlikti asmeninių kompiuterių rinkoje. Jis užkariavo švietimo ir leidybos rinką, kur išskirtinės „Macintoshes“ grafikos galimybės naudojamos maketavimui ir vaizdų apdorojimui.

Šiandien Apple valdo 8–10 % pasaulinės asmeninių kompiuterių rinkos, o likę 90 % sudaro su IBM suderinami asmeniniai kompiuteriai. Dauguma „Macintosh“ kompiuterių priklauso naudotojams iš JAV.

1979 metais pasirodė Philips sukurtas optinis kompaktinis diskas (CD), skirtas tik muzikos įrašams klausytis.

1979 metais „Intel“ sukūrė 8088 mikroprocesorių asmeniniams kompiuteriams.

Plačiai paplito IBM PC modelio asmeniniai kompiuteriai, kuriuos 1981 metais sukūrė IBM inžinierių grupė, vadovaujama Williamo C. Lowe'o. IBM PC turėjo Intel 8088 procesorių, kurio taktinis dažnis buvo 4,77 MHz, 16 Kb atminties, kurią galima išplėsti iki 256 Kb, ir DOS 1.0 operacinę sistemą. (24 pav.). DOS 1.0 operacinę sistemą sukūrė Microsoft. Vos per mėnesį IBM sugebėjo parduoti 241 683 IBM asmeninius kompiuterius. Pagal susitarimą su Microsoft vadovais IBM sumokėjo tam tikrą sumą programos kūrėjams už kiekvieną IBM asmeniniame kompiuteryje įdiegtą operacinės sistemos kopiją. Dėl IBM asmeninio kompiuterio populiarumo „Microsoft“ vadovai Billas Gatesas ir Paulas Allenas netrukus tapo milijardieriais, o „Microsoft“ užėmė lyderio poziciją programinės įrangos rinkoje.

Ryžiai. 28. Asmeninio kompiuterio modelis IBM PC

IBM PC taikė atviros architektūros principą, kuris leido patobulinti ir papildyti esamus asmeninio kompiuterio dizainus. Šis principas reiškia gatavų blokų ir įrenginių naudojimą projektuojant montuojant kompiuterį, taip pat kompiuterių įrenginių prijungimo metodų standartizavimą.

Atviros architektūros principas prisidėjo prie plačiai paplitusių su IBM PC suderinamų kloninių mikrokompiuterių pritaikymo. Daugybė įmonių visame pasaulyje pradėjo juos montuoti iš paruoštų blokų ir įrenginių. Vartotojai savo ruožtu galėjo savarankiškai atnaujinti savo mikrokompiuterius ir aprūpinti juos papildomais šimtų gamintojų įrenginiais.

Dešimtojo dešimtmečio pabaigoje su IBM PC suderinami kompiuteriai sudarė 90 % asmeninių kompiuterių rinkos.

IBM PC netrukus tapo standartu kompiuterių pramonėje ir iš rinkos išstūmė beveik visus konkuruojančius asmeninių kompiuterių modelius. Vienintelė išimtis buvo „Apple“. 1984 metais buvo sukurtas Apple Macintosh – pirmasis kompiuteris su grafine sąsaja, valdoma pele. Dėl savo pranašumų Apple sugebėjo išlikti asmeninių kompiuterių rinkoje. Ji užkariavo rinką švietimo, leidybos srityje, kur jų išskirtinės grafikos galimybės naudojamos maketavimui ir vaizdų apdorojimui.

Šiandien Apple valdo 8–10 % pasaulinės asmeninių kompiuterių rinkos, o likę 90 % sudaro su IBM suderinami asmeniniai kompiuteriai. Dauguma „Macintosh“ kompiuterių priklauso JAV vartotojams.

Per paskutinius XX amžiaus dešimtmečius kompiuteriai labai padidino greitį ir apdorojamos bei saugomos informacijos kiekį.

1965 m. Gordonas Moore'as, vienas iš Intel Corporation įkūrėjų, lyderis kompiuterių integrinių grandynų - „lustų“ srityje, pasiūlė, kad tranzistorių skaičius juose kasmet padvigubėtų. Per ateinančius 10 metų ši prognozė išsipildė, o tada jis pasiūlė, kad dabar šis skaičius padvigubėtų kas 2 metus. Iš tiesų, tranzistorių skaičius mikroprocesoriuose padvigubėja kas 18 mėnesių. Dabar kompiuterių mokslininkai šią tendenciją vadina Moore'o įstatymu.

Ryžiai. 29. Gordonas Moore'as

Panašus modelis pastebimas kuriant ir gaminant RAM įrenginius ir informacijos saugojimo įrenginius. Beje, neabejoju, kad iki šios knygos išleidimo daugelis skaitmeninių duomenų pagal savo talpą ir greitį bus pasenę.

Neatsilieka programinės įrangos, be kurios paprastai neįmanoma naudotis asmeniniu kompiuteriu, ir, visų pirma, operacinių sistemų, užtikrinančių vartotojo ir kompiuterio sąveiką, kūrimas.

1981 m. Microsoft sukūrė MS-DOS operacinę sistemą savo asmeniniams kompiuteriams.

1983 m. buvo sukurtas patobulintas IBM asmeninis kompiuteris IBM PC/XT.

Devintajame dešimtmetyje buvo sukurti nespalvoti ir spalvoti rašaliniai ir lazeriniai spausdintuvai, skirti spausdinti kompiuterių išvestą informaciją. Spausdinimo kokybe ir greičiu jie gerokai pranašesni už taškinius spausdintuvus.

1983–1993 metais buvo sukurtas pasaulinis kompiuterių tinklas Internetas ir el. paštas, kuriuo naudojosi milijonai vartotojų visame pasaulyje.

1992 m. „Microsoft“ išleido „Windows 3.1“ operacinę sistemą, skirtą su IBM PC suderinamiems kompiuteriams. Žodis „langai“ išvertus iš anglų kalbos reiškia „langai“. Langinė operacinė sistema leidžia vienu metu dirbti su keliais dokumentais. Tai vadinamoji „grafinė sąsaja“. Tai sąveikos su kompiuteriu sistema, kurioje vartotojas susiduria su vadinamosiomis „piktogramomis“: paveikslėliais, kuriuos jis gali valdyti kompiuterio pele. Ši grafinė sąsaja ir langų sistema pirmą kartą buvo sukurta Xerox tyrimų centre 1975 metais ir pritaikyta Apple kompiuteriams.

1995 metais Microsoft išleido Windows-95 operacinę sistemą, skirtą IBM PC suderinamiems kompiuteriams, pažangesnę nei Windows-3.1, 1998 metais - jos modifikaciją Windows-98, o 2000 metais - Windows-2000, o 2006 metais - Windows XP. Jiems sukurta nemažai taikomųjų programų: „Word“ teksto rengyklė, „Excel“ skaičiuoklės, programa, skirta naudotis internetu ir el. paštu – „Internet Explorer“, „Paint“ grafinis redaktorius, standartinės taikomosios programos (skaičiuotuvas, laikrodis, rinkiklis), „Microsoft Schedule“ dienoraštis. , universalus grotuvas, fonografas ir lazerinis grotuvas.

Pastaraisiais metais atsirado galimybė asmeniniame kompiuteryje derinti tekstą ir grafiką su garsu ir judančiais vaizdais. Ši technologija vadinama „multimedija“. Tokiuose daugialypės terpės kompiuteriuose kaip laikmena naudojami optiniai CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory – t.y. tik skaitymo atmintis kompaktiniame diske). Išoriškai jie nesiskiria nuo garso kompaktinių diskų, naudojamų grotuvuose ir muzikos centruose.

Vieno CD-ROM talpa siekia 650 MB, jis užima tarpinę vietą tarp diskelių ir kietojo disko. CD diskams skaityti naudojamas kompaktinių diskų įrenginys. Informacija kompaktiniame diske pramoninėje aplinkoje įrašoma tik vieną kartą, o asmeniniame kompiuteryje ją galima tik skaityti. Įvairių žaidimų, enciklopedijų, meno albumų, žemėlapių, atlasų, žodynų ir žinynų publikuojama kompaktiniame diske. Visose jose įrengtos patogios paieškos sistemos, leidžiančios greitai rasti reikiamą medžiagą. Dviejų kompaktinių diskų atminties talpos pakanka, kad tilptų enciklopedija, didesnė nei Didžioji sovietinė enciklopedija.

Dešimtojo dešimtmečio pabaigoje buvo sukurti vieną kartą rašomi CD-R ir perrašomi CD-RW optiniai kompaktiniai diskai ir įrenginiai, leidžiantys vartotojui daryti bet kokius garso ir vaizdo įrašus pagal savo skonį.

1990–2000 m., be stalinių asmeninių kompiuterių, buvo išleisti „nešiojamieji“ kompiuteriai nešiojamojo lagamino ir dar mažesnių kišeninių „delninių“ (delninių) pavidalu – kaip rodo jų pavadinimas, jie telpa į kišenę ir ant delno. iš tavo rankos. Nešiojamieji kompiuteriai aprūpinti skystųjų kristalų ekranu, esančiu atverčiamame dangtelyje, o delniniams kompiuteriams – priekiniame korpuso skydelyje.

1998–2000 metais buvo sukurta miniatiūrinė kietojo kūno „flash“ atmintis (be judančių dalių). Taigi „Memory Stick“ atminties kortelės matmenys ir svoris prilygsta kramtomosios gumos gabalėliui, o „Panasonic“ SD atmintis – pašto ženklo dydžio ir svorio. Tuo tarpu jų atminties, kurią galima saugoti neribotą laiką, tūris siekia 64–128 MB ir net 2–8 GB ar daugiau.

Be nešiojamųjų asmeninių kompiuterių, kuriami superkompiuteriai, sprendžiantys sudėtingas mokslo ir technologijų problemas – orų ir žemės drebėjimų prognozes, raketų ir lėktuvų skaičiavimus, branduolines reakcijas, žmogaus genetinio kodo iššifravimą. Jie naudoja nuo kelių iki kelių dešimčių mikroprocesorių, kurie atlieka lygiagrečius skaičiavimus. Pirmąjį superkompiuterį Seymour Cray sukūrė 1976 m.

2002 metais Japonijoje buvo pastatytas superkompiuteris NEC Earth Simulator, atliekantis 35,6 trilijonus operacijų per sekundę. Šiandien tai yra greičiausias superkompiuteris pasaulyje.

Ryžiai. 30. Seymour Cray

Ryžiai. 31. Superkompiuteris Cray-1

Ryžiai. 32. Superkompiuteris Cray-2

2005 m. IBM sukūrė „Blue Gene“ superkompiuterį, kurio našumas viršija 30 trilijonų operacijų per sekundę. Jame yra 12 000 procesorių ir jis turi tūkstantį kartų daugiau galios nei garsusis Deep Blue, su kuriuo 1997 metais šachmatais žaidė pasaulio čempionas Garis Kasparovas. IBM ir mokslininkai iš Šveicarijos politechnikos instituto Lozanoje pirmą kartą bandė modeliuoti žmogaus smegenis.

2006 metais asmeniniams kompiuteriams sukako 25 metai. Pažiūrėkime, kaip jie pasikeitė bėgant metams. Pirmasis iš jų, aprūpintas „Intel“ mikroprocesoriumi, veikė tik 4,77 MHz taktiniu dažniu ir turėjo 16 KB RAM. Šiuolaikiniai kompiuteriai su Pentium 4 mikroprocesoriumi, sukurti 2001 m., turi 3–4 GHz taktinį dažnį, 512 MB RAM - 1 GB ir ilgalaikę atmintį (kietąjį diską), kurios talpa yra dešimtys ir šimtai GB ir net 1 terabaitas. Tokios milžiniškos pažangos nepastebėta jokioje technologijų šakoje, išskyrus skaitmeninę kompiuteriją. Jei tokia pati pažanga būtų padaryta didinant orlaivių greitį, jie jau seniai būtų skridę šviesos greičiu.

Milijonai kompiuterių naudojami beveik visuose ekonomikos, pramonės, mokslo, technologijų, pedagogikos ir medicinos sektoriuose.

Pagrindinės šios pažangos priežastys yra neįprastai didelis skaitmeninių elektronikos prietaisų mikrominiatiūrizavimas ir programavimo pažanga, dėl kurios paprastų vartotojų „bendravimas“ su asmeniniais kompiuteriais tapo paprastas ir patogus.