Історія розвитку обчислювальної техніки покоління ем коротко. Історія вт. Ранні пристрої та пристрої для рахунку

Потреба у пристосуваннях, що дозволяють прискорити процес рахунку, виникла в людини ще тисячі років тому. Тоді для цього використовувалися найпростіші засоби, на кшталт лічильних паличок. Пізніше з'явився абак, відомий нам як рахунки. Він дозволяв виконувати лише найпростіші арифметичні дії. З того часу багато що змінилося. Майже біля кожного будинку стоїть комп'ютер, а в кишені лежить смартфон. Все це можна об'єднати під загальною назвою "Комп'ютерні технології" або "Обчислювальна техніка". У цій статті ви дізнаєтесь трохи більше про історію її розвитку.

1623 рік. Вільгельм Шиккард думає: "А чому б мені не винайти перший арифмометр?" І він його винаходить. У нього виходить механічний прилад, здатний виконувати основні арифметичні дії (складення, множення, розподіл і віднімання) і працює за допомогою зубчастих коліс та циліндрів.

1703 рік. Готфрід Вільгельм Лейбніц описує двійкову систему числення у своєму трактаті «Explication de l’Arithmtique Binaire», що російською мовою перекладається як «Пояснення Двійкової Арифметики». Реалізація комп'ютерів, що її використовують, набагато простіше, і сам Лейбніц про це знав. Ще 1679 року він створив креслення двійкової обчислювальної машини. Але на практиці перший такий пристрій з'явився лише в середині XX століття.

1804 рік. Вперше з'являються перфоровані картки (перфокартки). Їхнє використання не припинилося і в 1970-х роках. Вони є листами тонкого картону, у деяких місцях якого є отвори. Інформація записувалася різними послідовностями цих отворів.

1820 рік. Чарльз Ксав'єр Томас (так, майже як професор Ікс) випускає арифмометр Томаса, який увійшов в історію як перший пристрій для рахунку серійно.

1835 рік. Чарльз Беббідж хоче винайти свою власну аналітичну машину та описує її. Спочатку завданням приладу мало стати обчислення логарифмічних таблиць з високою точністю, але пізніше Беббідж передумав. Наразі його мрією стала машина загального призначення. На той час створення подібного апарату було цілком реальне, але працювати з Беббідж виявилося непросто через його характер. Внаслідок розбіжностей проект був закритий.

1845 рік. Ізраїль Штаффель створює перший в історії прилад, здатний витягувати з чисел квадратне коріння.

1905 рік. Персі Лудгерт видає проект програмованого механічного комп'ютера.

1936 рік. Конрад Цузе вирішує створити свою обчислювальну машину. Він називає його Z1.

1941 рік. Конрад Цузе випускає Z3 – перший у світі комп'ютер, керований програмою. Згодом випустили ще кілька десятків апаратів серії Z.

1961 рік. Випуск ANITA Mark VII – першого у світі повністю електронного калькулятора.

Пара слів про покоління комп'ютерів.

1 покоління.Це звані лампові комп'ютери. Вони працюють із допомогою електронних ламп. Перший такий пристрій було створено в середині XX століття.

2 покоління.Всі користувалися комп'ютерами 1 покоління, поки раптом в 1947 Уолтер Браттейн і Джон Бардін не винайшли дуже важливу річ - транзистор. Так виникло друге покоління комп'ютерів. Вони споживали набагато менше енергії, а їхня продуктивність була більшою. Ці пристрої були поширені в 50-х-60-х роках XX століття, поки в 1958 не була винайдена інтегральна схема.

3 покоління. p align="justify"> Робота цих комп'ютерів була заснована на інтегральних схемах. Кожна така схема містить сотні мільйонів транзисторів. Проте створення третього покоління не зупинило випуск комп'ютерів другого покоління.

4 покоління.У 1969 році Теду Хоффу на думку спала ідея замінити безліч інтегральних схем одним маленьким пристроєм. Воно було пізніше названо мікросхемою. Завдяки цьому стало можливим створювати дуже маленькі мікрокомп'ютери. Перший такий пристрій було випущено компанією Intel. А в 80-х роках мікропроцесори та мікрокомп'ютери виявилися найпоширенішими. Ми й зараз користуємося ними.

Це була коротка історія розвитку комп'ютерних технологій та обчислювальної техніки. Сподіваюся, мені удалося Вас зацікавити. До побачення!

Як тільки людина відкрила для себе поняття "кількість", він відразу ж почав підбирати інструменти, що оптимізують і полегшують рахунок. Сьогодні надпотужні комп'ютери, ґрунтуючись на принципах математичних обчислень, обробляють, зберігають та передають інформацію – найважливіший ресурс та двигун прогресу людства. Неважко скласти уявлення у тому, як відбувалося розвиток обчислювальної техніки, коротко розглянувши основні етапи цього процесу.

Основні етапи розвитку обчислювальної техніки

Найпопулярніша класифікація пропонує виділити основні етапи розвитку обчислювальної техніки за хронологічним принципом:

• Ручний етап. Він почався на зорі людської епохи і тривав до середини XVII століття. У цей час виникли основи рахунку. Пізніше, з формуванням позиційних систем числення, з'явилися пристрої (рахунки, абак, пізніше - логарифмічна лінійка), що уможливлюють обчислення за розрядами.
• механічний етап. Почався у середині XVII і тривав майже остаточно ХІХ століття. Рівень розвитку науки в цей період уможливив створення механічних пристроїв, що виконують основні арифметичні дії та автоматично запам'ятовують старші розряди.
• Електромеханічний етап - найкоротший із усіх, які поєднує історія розвитку обчислювальної техніки. Він тривав лише близько 60 років. Це проміжок між винаходом 1887 року першого табулятора до 1946 року, коли виникла найперша ЕОМ (ENIAC). Нові машини, дія яких ґрунтувалася на електроприводі та електричному реле, дозволяли проводити обчислення зі значно більшою швидкістю та точністю, проте процесом рахунку, як і раніше, мала керувати людина.
• Електронний етап розпочався у другій половині минулого століття і продовжується у наші дні. Це історія шести поколінь електронно-обчислювальних машин - від перших гігантських агрегатів, в основі яких лежали електронні лампи, і до надпотужних сучасних суперкомп'ютерів з величезним числом процесорів, що паралельно працюють, здатних одночасно виконати безліч команд.

Етапи розвитку обчислювальної техніки поділено за хронологічним принципом досить умовно. Тоді, коли використовувалися одні типи ЕОМ, активно створювалися передумови появи наступних.

Перші пристосування для рахунку

Найбільш ранній інструмент для рахунку, який знає історія розвитку обчислювальної техніки - десять пальців на руках людини. Результати рахунку спочатку фіксувалися за допомогою пальців, зарубок на дереві та камені, спеціальних паличок, вузликів.

З виникненням писемності з'являлися та розвивалися різні способи запису чисел, були винайдені позиційні системи числення (десяткова – в Індії, шістдесятирічна – у Вавилоні).

Приблизно з IV століття до нашої ери стародавні греки стали вести рахунок за допомогою абака. Спочатку це була глиняна плоска дощечка з нанесеними на неї гострим предметом смужками. Рахунок здійснювався шляхом розміщення цих смугах у певному порядку дрібних каменів чи інших невеликих предметів.

У Китаї в IV столітті нашої ери з'явилися семикісткові рахунки - суанпан (суаньпань). На прямокутну дерев'яну раму натягувалися тяганини або мотузки - від дев'яти і більше. Ще одна тяганина (мотузка), натягнута перпендикулярно іншим, розділяла суанпан на дві нерівні частини. У більшому відділенні, що зветься "землею", на зволікання було нанизано по п'ять кісточок, у меншому - "небі" - їх було по дві. Кожна з тяганини відповідала десятковому розряду.

Традиційні рахунки соробану стали популярними в Японії з XVI століття, потрапивши туди з Китаю. У цей час рахунки з'явилися й у Росії.

У XVII столітті на підставі логарифмів, відкритих шотландським математиком Джоном Непером, англієць Едмонд Гантер винайшов логарифмічну лінійку. Цей пристрій постійно вдосконалювався та дожив до наших днів. Воно дозволяє множити і ділити числа, зводити до ступеня, визначати логарифми та тригонометричні функції.

Логарифмічна лінійка стала приладом, який завершує розвиток засобів обчислювальної техніки на ручному (домеханічному) етапі.

Перші механічні лічильні пристрої

У 1623 році німецьким ученим Вільгельмом Шиккардом був створений перший механічний "калькулятор", який він назвав годинами, що вважають. Механізм цього приладу нагадував звичайний вартовий, що складається з шестерень і зірочок. Однак відомо про цей винахід стало лише в середині минулого сторіччя.

Якісним стрибком у галузі технології обчислювальної техніки став винахід підсумовуючої машини "Паскаліни" у 1642 році. Її автор, французький математик Блез Паскаль, почав роботу над цим пристроєм, коли йому не було і 20 років. "Паскалина" являла собою механічний прилад у вигляді скриньки з великою кількістю взаємопов'язаних шестерень. Числа, які потрібно скласти, вводилися в машину поворотами спеціальних коліс.

У 1673 році саксонський математик і філософ Готфрід фон Лейбніц винайшов машину, яка виконувала чотири основні математичні дії і вміла видобувати квадратний корінь. Принцип її було засновано на двійковій системі числення, спеціально придуманої ученим.

У 1818 році француз Шарль (Карл) Ксав'є Тома де Кольмар, взявши за основу ідеї Лейбніца, винайшов арифмометр, що вміє множити та ділити. А ще через два роки англієць Чарльз Бебідж приступив до конструювання машини, яка здатна була б проводити обчислення з точністю до 20 знаків після коми. Цей проект так і залишився незакінченим, проте в 1830 його автор розробив інший - аналітичну машину для виконання точних наукових і технічних розрахунків. Керувати машиною передбачалося програмним шляхом, а для введення та виведення інформації мали використовуватися перфоровані карти з різним розташуванням отворів. Проект Беббіджа передбачав розвиток електронно-обчислювальної техніки та завдання, які можуть бути вирішені за її допомогою.

Цікаво, що слава першого у світі програміста належить жінці - леді Аді Лавлейс (у дівоцтві Байрон). Саме вона створила перші програми для обчислювальної машини Беббіджа. Її ім'ям згодом було названо одну з комп'ютерних мов.

Розробка перших аналогів комп'ютера

У 1887 року історія розвитку обчислювальної техніки вийшла новий етап. Американському інженеру Герману Голлеріту вдалося сконструювати першу електромеханічну обчислювальну машину - табулятор. У її механізмі було реле, і навіть лічильники і спеціальний сортувальний ящик. Прилад зчитував та сортував статистичні записи, зроблені на перфокартах. Надалі компанія, заснована Голлерітом, стала кістяком всесвітньо відомого комп'ютерного гіганта IBM.

1930 року американець Ванновар Буш створив диференціальний аналізатор. У його дію приводило електрику, а зберігання даних використовувалися електронні лампи. Ця машина здатна швидко знаходити рішення складних математичних завдань.

Ще через шість років англійським вченим Аланом Тьюрінгом була розроблена концепція машини, що стала теоретичною основою для нинішніх комп'ютерів. Вона мала всі основні властивості сучасного засобу обчислювальної техніки: могла покроково виконувати операції, які були запрограмовані у внутрішній пам'яті.

Через рік після цього Джордж Стібіц, вчений із США, винайшов перший в країні електромеханічний пристрій, здатний виконувати двійкове додавання. Його дії ґрунтувалися на булевій алгебрі – математичній логіці, створеній у середині XIX століття Джорджем Булем: використання логічних операторів І, АБО та НЕ. Пізніше двійковий суматор стане невід'ємною частиною цифрової ЕОМ.

В 1938 співробітник університету в Массачусетсі Клод Шеннон виклав принципи логічного пристрою обчислювальної машини, що застосовує електричні схеми для вирішення завдань булевої алгебри.

Початок комп'ютерної ери

Уряди країн, що у Другої світової війни, усвідомлювали стратегічну роль обчислювальних машин у веденні військових дій. Це послужило поштовхом до розробок і паралельного виникнення цих країнах першого покоління комп'ютерів.

Піонером у галузі комп'ютеробудування став Конрад Цузе – німецький інженер. У 1941 році він створив перший обчислювальний автомат, керований за допомогою програми. Машина, названа Z3, була побудована на телефонних реле, програми для неї кодувалися на перфорованій стрічці. Цей апарат умів працювати у двійковій системі, а також оперувати числами з плаваючою комою.

Першим дійсно працюючим комп'ютером, що програмується, офіційно визнана наступна модель машини Цузе - Z4. Він також увійшов в історію як творець першої високорівневої мови програмування, що дістала назву "Планкалкюль".

У 1942 році американські дослідники Джон Атанасов (Атанасофф) та Кліффорд Беррі створили обчислювальний пристрій, який працював на вакуумних трубках. Машина також використала двійковий код, могла виконувати низку логічних операцій.

У 1943 році в англійській урядовій лабораторії, в обстановці секретності, була побудована перша ЕОМ, що отримала назву "Колос". У ній замість електромеханічних реле використовувалося 2 тис. електронних ламп для зберігання та обробки інформації. Вона призначалася для злому та розшифрування коду секретних повідомлень, що передаються німецькою шифрувальною машиною "Енігма", яка широко застосовувалася вермахтом. Існування цього апарату ще тривалий час трималося в найсуворішій таємниці. Після закінчення війни наказ про його знищення було підписано особисто Уінстоном Черчіллем.

Розробка архітектури

1945 року американським математиком угорсько-німецького походження Джоном (Яношем Лайошем) фон Нейманом було створено прообраз архітектури сучасних комп'ютерів. Він запропонував записувати програму у вигляді коду безпосередньо на згадку про машину, маючи на увазі спільне зберігання в пам'яті комп'ютера програм і даних.

Архітектура фон Неймана лягла в основу створюваного на той час у Сполучених Штатах першого універсального електронного комп'ютера – ENIAC. Цей гігант важив близько 30 тонн та розташовувався на 170 квадратних метрах площі. У роботі машини було задіяно 18 тис. ламп. Цей комп'ютер міг зробити 300 операцій множення або 5 тис. додавань за секунду.

Першу в Європі універсальну програмовану ЕОМ було створено 1950 року в Радянському Союзі (Україна). Група київських учених, очолювана Сергієм Олексійовичем Лебедєвим, сконструювала малу електронну лічильну машину (МЕСМ). Її швидкодія становила 50 операцій на секунду, вона містила близько 6 тис. електровакуумних ламп.

1952 року вітчизняна обчислювальна техніка поповнилася БЕСМ - великою електронною лічильною машиною, також розробленою під керівництвом Лебедєва. Ця ЕОМ, що виконувала в секунду до 10 тис. операцій, була на той момент найшвидшою в Європі. Введення інформації в пам'ять машини відбувалося за допомогою перфострічки, виводилися дані за допомогою фотодруку.

У цей період у СРСР випускалася серія великих ЕОМ під загальною назвою " Стріла " (автор розробки - Юрій Якович Базилевський). З 1954 року у Пензі розпочалося серійне виробництво універсальної ЕОМ " Урал " під керівництвом Башира Рамєєва. Останні моделі були апаратно та програмно сумісні один з одним, був широкий вибір периферичних пристроїв, що дозволяє збирати машини різної комплектації.

Транзистори. Випуск перших серійних комп'ютерів

Однак лампи дуже швидко виходили з ладу, дуже ускладнюючи роботу з машиною. Транзистор, винайдений у 1947 році, зумів вирішити цю проблему. Використовуючи електричні властивості напівпровідників, він виконував ті ж завдання, що й електронні лампи, проте займав значно менший об'єм та витрачав не так багато енергії. Поряд з появою феритових сердечників для організації пам'яті комп'ютерів використання транзисторів дало можливість помітно зменшити розміри машин, зробити їх ще надійніше і швидше.

У 1954 році американська фірма "Техас Інструментс" почала серійно виробляти транзистори, а через два роки в Массачусетсі з'явився перший побудований на транзисторах комп'ютер другого покоління - ТХ-О.

У середині минулого століття значна частина державних організацій та великих компаній використовувала комп'ютери для наукових, фінансових, інженерних розрахунків, роботи з великими масивами даних. Поступово ЕОМ набували знайомих нам сьогодні рис. У цей період з'явилися графопобудівники, принтери, носії інформації на магнітних дисках та стрічці.

Активне використання обчислювальної техніки призвело до розширення областей її застосування та вимагало створення нових програмних технологій. З'явилися мови програмування високого рівня, що дозволяють переносити програми з однієї машини на іншу і спрощують процес написання коду (Фортран, Кобол та інші). З'явилися спеціальні програми-транслятори, що перетворюють код із цих мов у команди, що прямо сприймаються машиною.

Поява інтегральних мікросхем

У 1958-1960 роках завдяки інженерам зі Сполучених Штатів Роберту Нойсу і Джеку Кілбі світ дізнався про існування інтегральних мікросхем. На основі кремнієвого або германієвого кристала монтувалися мініатюрні транзистори та інші компоненти, часом до сотні і тисячі. Мікросхеми розміром трохи більше сантиметра працювали набагато швидше, ніж транзистори, і споживали набагато менше енергії. З їхньою появою історія розвитку обчислювальної техніки пов'язує виникнення третього покоління ЕОМ.

У 1964 році фірмою IBM було випущено перший комп'ютер сімейства SYSTEM 360, в основу якого лягли інтегральні мікросхеми. З цього часу можна вести відлік масового випуску ЕОМ. Усього було зроблено понад 20 тис. екземплярів цього комп'ютера.

У 1972 року у СРСР розробили ЄС (єдина серія) ЕОМ. Це були стандартизовані комплекси до роботи обчислювальних центрів, які мали загальну систему команд. За основу було взято американську систему IBM 360.

Наступного року компанія DEC випустила міні-комп'ютер PDP-8, який став першим комерційним проектом у цій галузі. Відносно низька вартість міні-комп'ютерів дала можливість їх використовувати і невеликим організаціям.

У цей період постійно вдосконалювалося програмне забезпечення. Розроблялися операційні системи, орієнтовані те що, щоб підтримувати максимальну кількість зовнішніх пристроїв, з'являлися нові програми. У 1964 році розробили Бейсік - мову, призначену спеціально для підготовки програмістів-початківців. Через п'ять років після цього виник Паскаль, який виявився дуже зручним для вирішення безлічі прикладних завдань.

Персональні комп'ютери

Після 1970 року розпочався випуск четвертого покоління ЕОМ. Розвиток обчислювальної техніки на цей час характеризується використанням у виробництво комп'ютерів великих інтегральних схем. Такі машини тепер могли здійснювати за секунду тисячі мільйонів обчислювальних операцій, а ємність їх ОЗУ збільшилася до 500 мільйонів двійкових розрядів. Істотне зниження собівартості мікрокомп'ютерів призвело до того, що можливість їх купити поступово з'явилася у звичайної людини.

Одним із перших виробників персональних комп'ютерів стала компанія Apple. Стів Джобс і Стів Возняк, що її створили, сконструювали першу модель ПК в 1976 році, давши їй назву Apple I. Вартість його склала всього 500 доларів. Через рік було представлено наступну модель цієї компанії - Apple II.

Комп'ютер цього часу вперше став схожим на побутовий прилад: крім компактного розміру він мав витончений дизайн та інтерфейс, зручний для користувача. Поширення персональних комп'ютерів наприкінці 1970-х років призвело до того, що попит на великі ЕОМ помітно впав. Цей факт серйозно стурбував їх виробника - компанію IBM, і в 1979 вона випустила на ринок свій перший ПК.

Через два роки з'явився перший мікрокомп'ютер цієї фірми з відкритою архітектурою, заснований на 16-розрядному мікропроцесорі 8088, виробленому компанією "Інтел". Комп'ютер комплектувався монохромним дисплеєм, двома дисководами для п'ятидюймових дискет, оперативною пам'яттю об'ємом 64 кілобайти. За дорученням компанії-творця фірма "Майкрософт" спеціально розробила операційну систему цієї машини. На ринку з'явилися численні клони IBM PC, що спонукало зростання промислового виробництва персональних ЕОМ.

У 1984 році компанією Apple було розроблено та випущено новий комп'ютер - Macintosh. Його операційна система була виключно зручною для користувача: представляла команди у вигляді графічних зображень та дозволяла вводити їх за допомогою маніпулятора – миші. Це зробило комп'ютер ще доступнішим, оскільки тепер від користувача не вимагалося жодних спеціальних навичок.

ЕОМ п'ятого покоління обчислювальної техніки деякі джерела датують 1992-2013 роками. Коротко їх основна концепція формулюється так: це комп'ютери, створені на основі надскладних мікропроцесорів, що мають паралельно-векторну структуру, що уможливлює одночасне виконання десятків послідовних команд, закладених у програму. Машини з кількома сотнями процесорів, що працюють паралельно, дозволяють ще більш точно і швидко обробляти дані, а також створювати мережі, що працюють ефективно.

Розвиток сучасної обчислювальної техніки вже дозволяє говорити про комп'ютери шостого покоління. Це електронні та оптоелектронні ЕОМ, що працюють на десятках тисяч мікропроцесорів, що характеризуються масовим паралелізмом та моделюють архітектуру нейронних біологічних систем, що дозволяє їм успішно розпізнавати складні образи.

Послідовно розглянувши всі етапи розвитку обчислювальної техніки, слід зазначити цікавий факт: винаходи, які добре зарекомендували себе на кожному з них, збереглися до наших днів і з успіхом продовжують використовуватися.

Класи обчислювальної техніки

Існують різні варіанти класифікації ЕОМ.

Так, за призначенням комп'ютери поділяються на:

• на універсальні - ті, які здатні вирішувати різні математичні, економічні, інженерно-технічні, наукові та інші завдання;
• проблемно-ориентированные - вирішальні завдання більш вузького напрями, пов'язані, зазвичай, з управлінням певними процесами (реєстрація даних, накопичення та обробка невеликих обсягів інформації, виконання розрахунків відповідно до нескладними алгоритмами). Вони мають більш обмежені програмні та апаратні ресурси, ніж перша група комп'ютерів;
• спеціалізовані комп'ютери вирішують, зазвичай, суворо певні завдання. Вони мають вузькоспеціалізовану структуру і за відносно низької складності пристрою та управління досить надійні та продуктивні у своїй сфері. Це, наприклад, контролери або адаптери, що керують рядом пристроїв, а також програмовані мікропроцесори.

За розмірами та продуктивною потужністю сучасна електронно-обчислювальна техніка ділиться:

• на надвеликі (суперкомп'ютери);
• великі комп'ютери;
• малі комп'ютери;
• надмалі (мікрокомп'ютери).

Таким чином, ми побачили, що пристрої, спочатку винайдені людиною для обліку ресурсів та цінностей, а потім – швидкого та точного проведення складних розрахунків та обчислювальних операцій, постійно розвивалися та вдосконалювалися.

Технічні засоби реалізації інформаційних процесів

Історія розвитку ВТ має кілька періодів: механічний, електромеханічний та електронний.

Для проведення обчислень у Стародавньому Вавилоні (близько 3 тис. років до н.е.), а потім у Стародавній Греції та Стародавньому Римі (IV століття до н.е.) використовували рахункові дошки під назвою абак. Дошка абака була глиняною пластиною з поглибленнями, в які розкладали камінці. Надалі поглиблення були замінені дротом із нанизаними кісточками (прообраз рахунок).

У 17 столітті в Європі вчені-математики (В. Шиккард (1623 р.) і Блез Паскаль (1642 р.), Г. Лейбніц (1671 р.)) винаходять механічні машини, здатні автоматично виконувати арифметичні дії (прообраз арифмометра).

У першій третині 19 століття англійський математик Ч. Беббідж розробив проект програмованого автоматичного обчислювального механічного пристрою, відомого як «аналітична машина» Беббіджа. Меценат проекту графиня Ада Августа Лавлейс була програмістом цієї «аналітичної машини».

Г. Холлерит 1888 року. створив електромеханічнумашину, що складалася з перфоратора, сортувальника перфокарт та сумуючої машини, названої табулятором. Вперше ця машина використовувалася в США при обробці результатів перепису населення.

Швидкість обчислень у механічних і електромеханічних машинах була обмежена, у зв'язку з цим у 1930-х р. почалися розробки електроннихобчислювальних машин (ЕОМ), елементною базою яких стала триелектродна вакуумна лампа.

У 1946 р. в університеті н. Пенсільванія (США) було побудовано електронну обчислювальну машину, що отримала назву UNIAK. Машина важила 30 т, займала площу 200 кв.м., містила 18 000 ламп. Програмування велося шляхом встановлення перемикачів та комутації роз'ємів. В результаті на створення і виконання навіть найпростішої програми потрібно дуже багато часу. Складнощі у програмуванні на UNIAK наштовхнули Джона фон Неймана, який був консультантом проекту, на розробку нових принципів побудови архітектури ЕОМ.

У СРСР перша ЕОМ була створена 1948 року.

Історію розвитку ЕОМ прийнято розглядати за поколіннями.

Перше покоління(1946-1960) - час становлення архітектури машин фон-неймановского типу, побудованих на електронних лампах з швидкодією 10-20 тыс.оп/с. ЕОМ першого покоління були громіздкими та ненадійними. Програмні засоби були представлені машинними мовами.

У 1950 р. в СРСР було запущено в експлуатацію МЕСМ (мала електронна лічильна машина), а ще через два роки з'явилася велика електронно-лічильна машина (10 тис.оп/с).

Друге покоління(1960 – 1964) - це машини, побудовані на транзисторах з швидкодією до сотень тисяч операцій на секунду. Для організації зовнішньої пам'яті стали використовуватися магнітні барабани, а основний пам'яті – магнітні сердечники. У цей час були розроблені алгоритмічні мови високого рівня, як Алгол, Кобол, Фортран, які дозволили складати програми, не враховуючи тип машини. Першою ЕОМ з рисами другого покоління була IBM 704.

Третє покоління(1964 – 1970) характеризуються тим, замість транзисторів стали використовуватися інтегральні схеми (ІВ) і напівпровідникова пам'ять.

Більшість машин, що належать до третього покоління за своїми особливостями, входили до складу серії (родини) машин System/360 (аналог ЄС ЕОМ), випущеної фірмою IBM в середині 60-х років. Машини цієї серії мали єдину архітектуру та були програмно сумісними.

На даний час у СРСР з'явився перший суперкомп'ютер БЕСМ 6, який мав продуктивність 1 млн оп/с.

Четверте покоління(1970 – 1980) - це машини, побудовані великих інтегральних схемах (ВІС). Такі схеми містять кілька десятків тисяч елементів у кристалі. ЕОМ цього покоління виконують десятки і сотні мільйонів операцій на секунду.

У 1971 р. виник перший у світі чотирирозрядний мікропроцесор Intel 4004, що містить 2300 транзисторів на кристалі, а ще через рік - восьмирозрядний процесор Intel 8008. Створення мікропроцесорів послужило основою для розробки персонального комп'ютера (ПК), тобто. пристрої, виконує самі функції, як і великий комп'ютер, але розрахованого працювати одного користувача.

1973 року. Компанія Xerox створила перший прототип персонального комп'ютера.

1974 року. виник перший комерційно поширюваний персональний комп'ютер Альтаир-8800, котрій наприкінці 1975 року. Пол Ален та Білл Гейтс написали інтерпретатор мови Бейсік.

Торішнього серпня 1981 року. Компанія IBM випустила комп'ютер IBM PC. Як основний мікропроцесор використовували найновіший тоді 16-розрядний мікропроцесор Intel 8088. ПК був побудований відповідно до принципів відкритої архітектури. Користувачі отримали можливість самостійно модернізувати свої комп'ютери та оснащувати їх додатковими пристроями різних виробників. Через один - два роки комп'ютер IBM PC зайняв чільне місце на ринку, витіснивши моделі 8-розрядних комп'ютерів.

Сьогодні існує безліч різновидів ЕОМ, які класифікуються: за елементною базою, принципами дії, вартістю, розмірами, продуктивністю, призначенням та областями застосування.

СуперЕОМі великі ЕОМ(Мейнфрейми) - застосовуються для проведення складних наукових розрахунків або для обробки великих потоків інформації на великих підприємствах. Вони, як правило, є головними комп'ютерами корпоративних обчислювальних мереж.

Міні- І мікро ЕОМзастосовуються до створення систем управління великих і середніх підприємств.

Персональні комп'ютерипризначені для кінцевого користувача. У свою чергу ПК поділяють на настільні (desktop), портативні (notebook) та кишенькові (palmtop) моделі.

Історія розвитку обчислювальної техніки - поняття та види. Класифікація та особливості категорії "Історія розвитку обчислювальної техніки" 2017, 2018.

Історія створення та розвитку засобів обчислювальної техніки

У обчислювальної техніки існує своєрідна періодизація розвитку електронних обчислювальних машин. ЕОМ відносять до того чи іншого покоління залежно від типу основних використовуваних у ній елементів або технології їх виготовлення. Зрозуміло, що межі поколінь у сенсі часу сильно розмиті, позаяк у той самий час фактично випускалися ЕОМ різних типів; для окремої машини питання про її приналежність до того чи іншого покоління вирішується досить просто.

Ще за часів найдавніших культур людині доводилося вирішувати завдання, пов'язані з торговими розрахунками, з обчисленням часу, з визначенням площі земельних ділянок тощо. буд. які володіли технікою арифметичного рахунку. Тому рано чи пізно мали з'явитися пристрої, що полегшують виконання повсякденних розрахунків. Так, у Стародавній Греції та в Стародавньому Римі були створені пристосування для рахунку, звані абак. Абак називають також римськими рахунками. Ці рахунки були кістяною, кам'яною або бронзовою дошкою з поглибленнями – смугами. У поглибленнях знаходилися кістячки, і рахунок здійснювався пересуванням кістяшок.

У країнах Стародавнього Сходу існували китайські рахунки. На кожній нитці або дроті в цих рахунках було по п'ять по дві кісточки. Рахунок здійснювався одиницями та п'ятірками. У Росії її для арифметичних вичавлень застосовувалися російські рахунки, що виникли у 16 ​​столітті, але де-не-де рахунки можна зустріти і сьогодні.

Розвиток пристроїв для рахунку йшов у ногу з досягненнями математики. Незабаром після відкриття логарифмів у 1623 р. була винайдена логарифмічна лінійка, її автором був англійський математик Едмонд Гантер. Логарифмічній лінійці судилося довге життя: від 17 століття до нашого часу.

Проте ні абак, ні рахунки, ні логарифмічна лінійка не означають механізації процесу обчислень. У 17 столітті видатним французьким вченим Блезом Паскалем було винайдено принципово новий лічильний пристрій - арифметична машина. В основу її роботи Б. Паскаль поклав відому до нього ідею виконання обчислень за допомогою металевих шестерень. У 1645 р. їм була побудована перша підсумовуюча машина, а в 1675 р. Паскалю вдається створити справжню машину, яка виконує всі чотири арифметичні дії. Майже одночасно з Паскалем у 1660 – 1680 роках. Сконструював лічильну машину великий німецький математик Готфірд Лейбніц.

Рахункові машини Паскаля та Лейбніца стали прообразом арифмометра. Перший арифмометр для чотирьох арифметичних дій, що знайшов арифметичне застосування, вдалося побудувати лише через сто років, 1790, німецькому годинниковому майстру Гану. Згодом влаштування арифмометра вдосконалювалося багатьма механіками з Англії, Франції, Італії, Росії, Швейцарії. Арифмометри застосовувалися для виконання складних обчислень під час проектування та будівництва кораблів. Мостів, будівель при проведенні фінансових операцій. Але продуктивність роботи на арифмометрах залишалася невисокою, наполегливою вимогою часу була автоматизація обчислень.

У 1833 р. анлійський учений Чарлз Бебідж, який займався складанням таблиць для навігації, розробив проект "аналітичної машини". За його задумом, ця машина мала стати гігантським арифмометром із програмним управлінням. У машині Бебіджа передбачені були також арифметичні та запам'ятовуючі пристрої. Його машина стала прообразом майбутніх комп'ютерів. Але в ній використовувалися далеко не досконалі вузли, наприклад для запам'ятовування розрядів десяткового числа в ній застосовувалися зубчасті колеса. Здійснити свій проект Бебіджу не вдалося через недостатній розвиток техніки, і «аналітична машина» на якийсь час була забута.

Лише через 100 років машина Бебіджа привернула увагу інженерів. Наприкінці 30-х років 20 століття німецький інженер Конрад Цузе розробив першу двійкову цифрову машину Z1. У ній широко використовувалися електромеханічні реле, тобто механічні перемикачі, які приводять у дію електричним струмом. У 1941 р. Уцзе створив машину Z3, повністю керовану з допомогою програми.

У 1944 р. американець Говард Айкен одному з підприємств фірми IBM побудував потужну на той час машину «Марк – 1». У цій машині для представлення чисел використовувалися механічні елементи – лічильні колеса, а управління застосовувалися електромеханічні реле.

Покоління ЕОМ

Історію розвитку ЕОМ зручно описувати, користуючись уявленням про покоління обчислювальних машин. Кожне покоління ЕОМ характеризується констуктивними особливостями та можливостями. Приступимо до опису кожного з поколінь, проте слід пам'ятати, що розподіл ЕОМ на покоління є умовним, оскільки в той же час випускалися машини різного рівня.

Перше покоління

Різкий стрибок у розвитку обчислювальної техніки стався у 40-х роках, після Другої світової війни, і пов'язаний він був з появою якісно нових електронних пристроїв – електронно – вакуумних ламп, працювали значно швидше, ніж схеми на електромеханічному реле, а релейні машини швидко витіснені більш продуктивними та надійними електронними обчислювальними машинами (ЕОМ). Застосування ЕОМ значно розширило коло розв'язуваних завдань. Стали доступними завдання, які раніше просто не ставилися: розрахунки інженерних споруд, обчислення руху планет, балістичні розрахунки тощо.

Перша ЕОМ створювалася 1943 – 1946 гг. у США і називалася вона ЕНІАК. Ця машина містила близько 18 тисяч електронних ламп, безліч електромеханічних реле, причому щомісяця виходило з ладу близько 2 тисяч ламп. ЦУ машини ЕНІАК, а також в інших перших ЕОМ, був серйозний недолік - програма, що виконується, зберігалася не в пам'яті машини, а назбиралася складним чином за допомогою зовнішніх перемичок.

У 1945 р. відомий математик та фізик – теоретик фон Нейман сформулював загальні принципи роботи універсальних обчислювальних пристроїв. Відповідно до фон Нейману обчислювальна машина мала керуватися програмою з послідовним виконанням команд, а сама програма – зберігатися у пам'яті машини. Перша ЕОМ зі збереженою у пам'яті програмою було побудовано Англії 1949 р.

У1951 року у СРСР було створено МЭСМ, ці роботи проводилися у Києві Інституті електродинаміки під керівництвом найбільшого конструктора обчислювальної техніки З. А. Лебедєва.

ЕОМ постійно вдосконалювалися, завдяки чому до середини 50-х років їх швидкодія вдалося підвищити від кількох сотень до кількох десятків тисяч операцій на секунду. Однак при цьому електронна лампа залишалася найнадійнішим елементом ЕОМ. Використання ламп почало гальмувати подальший прогрес обчислювальної техніки.

Згодом зміну лампам прийшли напівпровідникові прилади, цим завершився перший етап розвитку ЕОМ. Обчислювальні машини цього етапу прийнято називати ЕОМ першого покоління

Дійсно, ЕОМ першого покоління розміщувалися у великих машинних залах, споживали багато електроенергії та вимагали охолодження за допомогою потужних вентиляторів. Програми для цих ЕОМ потрібно було складати в машинних кодах, і цим могли займатися лише фахівці, які знають у деталях пристрій ЕОМ.

Друге покоління

Розробники ЕОМ завжди йшли за прогресом в електронній техніці. Коли в середині 50-х років на зміну електронним лампам прийшли напівпровідникові прилади, почався переведення ЕОМ на напівпровідники.

Напівповодникові прилади (транзистори, діоди) були, по-перше, значно компактнішими за свої лампові попередники. По-друге вони мали значно більший термін служби. У – третіх, споживання енергії в ЕОМ на напівпровідниках було значно нижче. З допомогою цифрових елементів на напівпровідникових приладах почалося створення ЕОМ другого покоління.

Завдяки застосуванню більш досконалої елементної бази почали створюватися відносно невеликі ЕОМ, відбувся природний поділ обчислювальних машин на великі, середні та малі.

У СРСР були розроблені та широко використовувалися серії малих ЕОМ «Роздан», «Наїрі». Унікальною за своєю архітектурою була машина «Мир», розроблена 1965 р. в Інституті кібернетики Академії Наук УРСР. Вона призначалася для інженерних розрахунків, які виконував на ЕОМ користувач без допомоги оператора.

До середніх ЕОМ належали вітчизняні машини серій «Урал», «М – 20» та «Мінськ». Але рекордною серед вітчизняних машин цього покоління та однією з найкращих у світі була БЕСМ – 6 («велика електронно – лічильна машина», 6 – я модель), яка була створена колективом академіка С. А. Лебедєва. Продуктивність БЭСМ – 6 була у два – три порядки вище, ніж в малих і середніх ЕОМ, і становила понад 1 млн. операцій на секунду. За кордоном найпоширенішими машинами другого покоління були "Еліот" (Англія), "Сіменс" (ФРН), "Стретч" (США).

Третє покоління

Чергова зміна поколінь ЕОМ відбулася наприкінці 60-х років при заміні напівпровідникових приладів у пристроях ЕОМ на інтегральні схеми. Інтегральна схема (мікросхема) - це невелика пластинка кристала кремнію, на якій розміщуються сотні та тисячі елементів: діодів, транзисторів, конденсаторів, резисторів і т.д.

Застосування інтегральних схем дозволило збільшити кількість електронних елементів в ЕОМ без збільшення реальних розмірів. Швидкодія ЕОМ зросла до 10 мільйонів операцій на секунду. Крім того, складати програми для ЕОМ стало під силу простим користувачам, а не лише фахівцям – електронникам.

У третьому поколінні з'явилися великі серії ЕОМ, що відрізняються своєю продуктивністю та призначенням. Це сімейство великих та середніх машин IBM360/370, розроблених у США. У Радянському Союзі та країнах СЕВ були створені аналогічні серії машин: ЄС ЕОМ (Єдина Система ЕОМ, машини великі та середні), СМ ЕОМ (Система Малих ЕОМ) та «Електроніка» (система мікро – ЕОМ).

Найпершими обчислювальними пристроями були власні пальці людини. Коли цього засобу виявлялося недостатньо, у хід йшли камінці, палички, мушлі. Складаючи такий набір десятками, а потім сотнями, людина вчилася вважати і користуватися засобами вимірювання чисел. Саме з камінчиків та черепашок почалася історія розвитку обчислювальної техніки. Розкладаючи їх по різних стовпцях (розрядах) і додаючи або прибираючи потрібну кількість камінчиків, можна було складати і віднімати великі числа. При багаторазовому додаванні можна було виконувати навіть таку складну дію, як множення.

Потім починається історія розвитку коштів. Першим засобом для обчислення стали винайдені на Русі рахунки. Вони числа розбивалися на десятки з допомогою горизонтальних напрямних із кісточками. Вони стали незамінним помічником торговців, чиновників, прикажчиків та керуючих. Ці люди вміли користуватися рахунками просто віртуозно. Надалі такий необхідний пристрій проник і до Європи.

Найпершим механічним пристроєм для рахунку, який знає історія розвитку обчислювальної техніки, стала лічильна машина, яку в 1642 побудував видатний французький вчений Блез Паскаль. Його механічний «комп'ютер» міг робити такі дії, як додавання та віднімання. Цю машину звали "Паскаліна" і складалася вона з цілого комплексу, в якому встановлювалися вертикально колеса з нанесеними цифрами від 0 до 9. Колесо при повному обороті чіпляло сусіднє колесо і повертало його на одну цифру. Кількість коліс визначала кількість розрядів обчислювальної машини. Якщо на ній встановлювали п'ять коліс, вона могла вже проводити операції з величезними числами аж до 99999.

Потім у 1673 році німецький математик Лейбніц створив пристрій, який міг не тільки віднімати та складати, але також ділити та множити. На відміну від колеса були зубчасті і мали дев'ять різних довжин зубів, чим забезпечувалися такі неймовірно «складні» дії, як множення і розподіл. техніки знає багато імен, але одне ім'я відоме навіть нефахівцям. Це англійський математик Його заслужено називають батьком усієї сучасної обчислювальної техніки. Саме йому належить ідея, що у обчислювальній машині необхідний пристрій, який зберігатиме числа. Причому цей пристрій повинен не тільки зберігати числа, а й давати команди обчислювальній машині, що вона повинна робити з цими числами.

Ідея Беббіджа і лягла в основу устрою та розробки всіх сучасних комп'ютерів. Такий блок обчислювальної процесором. Проте вчений не залишив жодних креслень та описів машини, яку він винайшов. Це зробив один з його учнів у своїй статті, яку він написав французькою мовою. Статтю прочитала графиня Ада Августа Лавлейс – дочка знаменитого поета Джорджа Байрона, яка переклала її англійською мовою та розробила для цієї машини власні програми. Завдяки їй історія розвитку обчислювальної техніки отримала одну з найдосконаліших мов програмування – АДА.

XX століття дало новий поштовх розвитку обчислювальної техніки, пов'язаний з електрикою. Було винайдено електронний пристрій, який запам'ятовував електричні сигнали ламповий тригер. Створені з його допомогою перші комп'ютери могли рахувати в тисячі разів швидше, ніж найдосконаліші механічні лічильні машини, але були ще дуже громіздкими. Перші ЕОМ важили близько 30 тонн і займали приміщення розміром понад 100 кв. метрів. Подальший розвиток отримали з появою надзвичайно важливого винаходу транзистора. А сучасні засоби обчислювальної техніки немислимі без застосування мікропроцесора - складної інтегральної мікросхеми, розробленої в червні 1971 року. Такою є коротка історія розвитку обчислювальної техніки. Сучасні досягнення науки та техніки підняли рівень сучасних комп'ютерів на небувалу висоту.