Першим пристроєм, призначеним для полегшення рахунку були рахунки. За допомогою кістячок рахунків можна було здійснювати операції складання та віднімання та нескладні множення.
1642 - французький математик Блез Паскаль сконструював першу механічну лічильну машину «Паскаліна», яка могла механічно виконувати складання чисел.
1673 - Готфрід Вільгельм Лейбніц сконструював арифмометр, що дозволяє механічно виконувати чотири арифметичні дії.
Перша половина ХІХ ст. - англійський математик Чарльз Бебідж спробував побудувати універсальний обчислювальний пристрій, тобто комп'ютер. Беббідж називав його аналітичною машиною. Він визначив, що комп'ютер повинен містити пам'ять та керуватися за допомогою програми. Комп'ютер по Бэббиджу — це механічне пристрій, програми якого задаються у вигляді перфокарт - карт з щільного паперу з інформацією, наносимої з допомогою отворів (вони тоді вже широко використовувалися в ткацьких верстатах).
1941 - німецький інженер Конрад Цузе побудував невеликий комп'ютер на основі декількох електромеханічних реле.
1943 р. - у США на одному з підприємств фірми IBM Говард Ейкен створив комп'ютер під назвою "Марк-1". Він дозволяв проводити обчислення у сотні разів швидше, ніж вручну (за допомогою арифмометра), та використовувався для військових розрахунків. У ньому використовувалося поєднання електричних сигналів та механічних приводів. «Марк-1» мав розміри: 15*2-5 м та містив 750 000 деталей. Машина була здатна перемножити два 32-розрядні числа за 4 с.
1943 - у США група фахівців під керівництвом Джона Мочлі і Проспера Екерта почала конструювати комп'ютер ENIAC на основі електронних ламп.
1945 - до роботи над ENIAC був залучений математик Джон фон Нейман, який підготував доповідь про цей комп'ютер. У доповіді фон Нейман сформулював загальні принципи функціонування комп'ютерів, т. е. універсальних обчислювальних пристроїв. Досі переважна більшість комп'ютерів зроблено відповідно до тих принципів, які виклав Джон фон Нейман.
1947 - Екертом і Мочлі розпочато розробку першої електронної серійної машини UNIVAC (Universal Automatic Computer). Перший зразок машини (UNIVAC-1) був побудований для бюро перепису США і пущений в експлуатацію навесні 1951 р. Синхронна, послідовна дія обчислювальна машина UNIVAC-1 була створена на базі ЕОМ ENIAC і EDVAC. Працювала вона з тактовою частотою 2,25 МГц та містила близько 5000 електронних ламп. Внутрішній пристрій ємністю 1000 12-розрядних десяткових чисел було виконано на 100 ртутних лініях затримки.
1949 р. - англійським дослідником Морнсом Вілкс побудований перший комп'ютер, в якому були втілені принципи фон Неймана.
1951 - Дж. Форрестер опублікував статтю про застосування магнітних сердечників для зберігання цифрової інформації, У машині «Whirlwind-1» вперше була застосована пам'ять на магнітних сердечниках. Вона була 2 кубами з 32-32-17 сердечниками, які забезпечували зберігання 2048 слів для 16-розрядних двійкових чисел з одним розрядом контролю на парність.
1952 - фірма IBM випустила свій перший промисловий електронний комп'ютер IBM 701, який представляв собою синхронну ЕОМ паралельної дії, що містить 4000 електронних ламп і 12 000 діодів. Удосконалений варіант машини IBM 704 відрізнявся високою швидкістю роботи, в ньому використовувалися індексні регістри і дані подавалися у формі з плаваючою комою.
Після ЕОМ IBM 704 була випущена машина IBM 709, яка в архітектурному плані наближалася до машин другого та третього поколінь. У цій машині вперше була застосована непряма адресація та вперше з'явилися канали введення – виведення.
1952 - фірма Remington Rand випустила ЕОМ UNIVAC-t 103, в якій вперше були застосовані програмні переривання. Співробітники фірми Remington Rand використовували форму алгебри запису алгоритмів під назвою «Short Code» (перший інтерпретатор, створений в 1949 р. Джоном Мочлі).
1956 - фірмою IBM були розроблені плаваючі магнітні головки на повітряній подушці. Винахід їх дозволило створити новий тип пам'яті - дискові пристрої (ЗУ), значимість яких була повною мірою оцінена в наступні десятиліття розвитку обчислювальної техніки. Перші ЗУ на дисках з'явилися у машинах IBM 305 та RAMAC. Остання мала пакет, що складався з 50 металевих дисків з магнітним покриттям, що оберталися зі швидкістю 12000 об. /хв. На поверхні диска розміщувалося 100 доріжок для запису даних, 10 000 знаків кожна.
1956 - фірма Ferranti випустила ЕОМ «Pegasus», в якій вперше знайшла втілення концепція регістрів загального призначення (РОН). З появою РОН усунуто різницю між індексними регістрами і акумуляторами, й у розпорядженні програміста не один, а кілька регістрів-акумуляторів.
1957 р. - група під керівництвом Д. Бекуса завершила роботу над першою мовою програмування високого рівня, що отримала назву ФОРТРАН. Мова, реалізована вперше на ЕОМ IBM 704, сприяла розширенню сфери застосування комп'ютерів.
1960-ті роки. - 2-ге покоління ЕОМ, логічні елементи ЕОМ реалізуються на базі напівпровідникових приладів-транзисторів, розвиваються алгоритмічні мови програмування, такі як Алгол, Паскаль та інші.
1970-ті роки. - 3-тє покоління ЕОМ, інтегральні мікросхеми, що містять на одній напівпровідниковій пластині тисячі транзисторів. Почали створюватися ОС, мови структурного програмування.
1974 - кілька фірм оголосили про створення на основі мікропроцесора Intel-8008 персонального комп'ютера - пристрою, що виконує ті ж функції, що і великий комп'ютер, але розрахованого на одного користувача.
1975 р. - з'явився перший персональний комп'ютер, що комерційно розповсюджується, Альтаїр-8800 на основі мікропроцесора Intel-8080. Цей комп'ютер мав оперативну пам'ять лише 256 байт, клавіатура та екран були відсутні.
Кінець 1975 - Пол Аллен і Білл Гейтс (майбутні засновники фірми Microsoft) створили для комп'ютера "Альтаїр" інтерпретатор мови Basic, що дозволив користувачам просто спілкуватися з комп'ютером і легко писати для нього програми.
Серпень 1981 р. - компанія IBM представила персональний комп'ютер IBM PC. Як основний мікропроцесор комп'ютера використовувався 16-розрядний мікропроцесор Intel-8088, який дозволяв працювати з 1 мегабайтом пам'яті.
1980-ті роки. - 4-е покоління ЕОМ, побудоване на великих інтегральних схемах. Мікропроцесори реалізуються як єдиної мікросхеми, Масове виробництво персональних комп'ютерів.
1990-ті рр. - 5-е покоління ЕОМ, надвеликі інтегральні схеми. Процесори містять мільйони транзисторів. Поява глобальних комп'ютерних мереж масового користування.
2000-ті роки. - 6-е покоління ЕОМ. Інтеграція ЕОМ та побутової техніки, вбудовані комп'ютери, розвиток мережевих обчислень.
У всі часи, починаючи з давніх-давен, людям необхідно було вважати. Спочатку для рахунку використовували пальці власних рук або камінчики. Однак навіть прості арифметичні операції з великими числами складні для мозку людини. Тому вже в давнину було придумано найпростіший інструмент для рахунку – абак, винайдений понад 15 століть тому у країнах Середземномор'я. Цей прообраз сучасних рахунків був набір кістяшок, нанизаних на стрижні, і використовувався купцями.
Стрижні абака в арифметичному сенсі є десятковими розрядами. Кожна кісточка на першому стрижні має гідність 1, на другому стрижні - 10, на третьому стрижні - 100 і т.д. До XVII століття рахунки залишалися практично єдиним рахунковим інструментом.
У Росії її так звані російські рахунки з'явилися торік у XVI столітті. Вони засновані на десятковій системі числення та дозволяють швидко виконувати арифметичні дії (рис. 6)
Мал. 6. Рахунки
У 1614 році математик Джон Непер винайшов логарифми.
Логарифм - це показник ступеня, в який потрібно звести число (основа логарифму), щоб отримати інше задане число. Відкриття Непера полягало в тому, що у такий спосіб можна виразити будь-яке число, і що сума логарифмів двох будь-яких чисел дорівнює логарифму добутку цих чисел. Це дало змогу звести дію множення до більш простого дії додавання. Непер створив таблиці логарифмів. Для того, щоб перемножити два числа, потрібно подивитися в цій таблиці їх логарифми, скласти їх і відшукати число, що відповідає цій сумі, у зворотній таблиці – антилогарифмів. На основі цих таблиць у 1654 р. Р. Біссакар та у 1657 році незалежно від нього С. Партрідж розробили прямокутну логарифмічну лінійку: основний рахунковий прилад інженера до середини XX століття (рис. 7).
Мал. 7. Логарифмічна лінійка
У 1642 році Блез Паскаль винайшов механічну сумирну машину, що використовує десяткову систему числення. Кожен десятковий розряд представляло колесо з десятьма зубцями, що позначали цифри від 0 до 9. Усього коліс було 8, тобто машина Паскаля була 8-розрядною.
Однак перемогла у цифровій обчислювальній техніці не десяткова, а двійкова система числення. Головна причина цього в тому, що в природі зустрічається безліч явищ із двома стійкими станами, наприклад, «включено/вимкнено», «є напруга/немає напруги», «хибне висловлювання/справжнє висловлювання», а явища з десятьма стійкими станами – відсутні. Чому ж десяткова система так поширена? Та просто тому, що у людини на двох руках десять пальців, і їх зручно використовувати для простого усного рахунку. Але в електронній обчислювальній техніці набагато простіше застосовувати двійкову систему числення всього з двома стійкими станами елементів та найпростішими таблицями складання та множення. У сучасних цифрових обчислювальних машинах – комп'ютерах – двійкова система використовується як записи чисел, з яких необхідно проводити обчислювальні операції, але й запису самих команд цих обчислень і навіть цілих програм операцій. При цьому всі обчислення та операції зводяться в комп'ютері до найпростіших арифметичних дій над бінарними числами.
Одним із перших виявив інтерес до двійкової системи великий німецький математик Готфрід Лейбніц. У 1666 року у двадцятирічному віці, у роботі «Про мистецтво комбінаторики» він розробив загальний метод, що дозволяє звести будь-яку думку до точних формальних висловлювань. Це відкрило можливість перекласти логіку (Лейбніц називав її законами мислення) з царства слів у царство математики, де відносини між об'єктами та висловлюваннями визначаються точно та точно. Таким чином, Лейбніц став засновником формальної логіки. Він займався дослідженням двійкової системи числення. При цьому Лейбніц наділяв її якимось містичним змістом: цифру 1 він асоціював із Богом, а 0 – із порожнечею. Від цих двох цифр, на його думку, походить все. І за допомогою цих двох цифр можна висловити будь-яке математичне поняття. Лейбніц першим висловив думку, що двійкова система може стати універсальною логічною мовою.
Лейбніц мріяв про побудову «універсальної науки». Він хотів виділити найпростіші поняття, за допомогою яких за певними правилами можна сформулювати поняття будь-якої складності. Мріяв про створення універсальної мови, якою можна було б записувати будь-які думки у вигляді математичних формул. Думав про машину, яка могла б виводити теореми з аксіом, про перетворення логічних тверджень на арифметичні. У 1673 році створив новий тип арифмометра – механічний калькулятор, який не тільки складає та віднімає числа, але й множить, ділить, зводить у ступінь, витягує квадратні та кубічні корені. У ньому використовувалася двійкова система числення.
Універсальний логічний мову створив 1847 року англійський математик Джордж Буль. Він розробив літочислення висловлювань, згодом назване на його честь булевою алгеброю. Вона є формальною логікою, перекладеною суворою мовою математики. Формули булевої алгебри зовні схожі на формули тієї алгебри, що знайома нам зі шкільної лави. Однак це схожість не лише зовнішня, а й внутрішня. Булева алгебра – це цілком рівноправна алгебра, що підпорядковується зведенню прийнятих під час її створення законів і правил. Вона є системою позначень, яка застосовується до будь-яких об'єктів – чисел, літер та речень. Користуючись цією системою, можна закодувати будь-які твердження, істинність чи хибність яких потрібно довести, а потім маніпулювати ними подібно до звичайних чисел у математиці.
Буль Джордж (1815-1864) - англійський математик і логік, один із основоположників математичної логіки. Розробив алгебру логіки (у працях «Математичний аналіз логіки» (1847) та «Дослідження законів мислення» (1854)).
Величезну роль поширенні булевої алгебри та її розвитку зіграв американський математик Чарльз Пірс.
Пірс Чарльз (1839-1914) - американський філософ, логік, математик і натураліст, відомий своїми роботами з математичної логіки.
Предмет розгляду в алгебрі логіки – звані висловлювання, тобто. будь-які твердження, про які можна сказати, що вони або істинні, або хибні: "Омськ - місто в Росії", "15 - парне число". Перший вислів істинний, другий – хибний.
Складні висловлювання, одержувані з простих за допомогою спілок І, АБО, ЯКЩО...ТО, заперечення НЕ, також можуть бути істинними чи хибними. Їхня істинність залежить тільки від істинності чи хибності простих висловлювань, що їх утворюють, наприклад: «Якщо на вулиці немає дощу, то можна піти гуляти». Основне завдання булевої алгебри полягає у вивченні цієї залежності. Розглядаються логічні операції, що дозволяють будувати складні висловлювання із простих: заперечення (НЕ), кон'юнкція (І), диз'юнкція (АБО) та інші.
У 1804 Ж. Жаккар винайшов ткацьку машину для вироблення тканин з великим візерунком. Цей візерунок програмувався за допомогою цілої колоди перфокарт – прямокутних карток із картону. Там інформація про візерунок записувалася пробивкою отворів (перфорацій), розташованих у порядку. Працюючи машини ці перфокарти обмацувалися з допомогою спеціальних штирів. Саме таким механічним способом з них зчитували інформацію для плетіння запрограмованого візерунка тканини. Машина Жаккара стала прообразом машин із програмним управлінням, створених у ХХ столітті.
В 1820 Тома де Кольмар розробив перший комерційний арифмометр, здатний множити і ділити. Починаючи з XIX століття, арифмометри набули широкого поширення при виконанні складних розрахунків.
У 1830 році Чарльз Беббідж спробував створити універсальну аналітичну машину, яка мала виконувати обчислення без участі людини. Для цього в неї вводилися програми, які були заздалегідь записані на перфокартах із щільного паперу за допомогою отворів, зроблених на них у певному порядку (слово «перфорація» означає «пробивка отворів у папері або картоні»). Принципи програмування для аналітичної машини Беббіджа розробила в 1843 Ада Лавлейс - дочка поета Байрона.
Мал. 8. Чарльз Беббідж
Мал. 9. Ада Лавлейс
Аналітична машина повинна вміти запам'ятовувати дані та проміжні результати обчислень, тобто пам'ять. Ця машина повинна була містити три основні частини: пристрій для зберігання чисел, що набиралися за допомогою зубчастих коліс (пам'ять), пристрій для операцій над числами (арифметичний пристрій) та пристрій для операцій над числами за допомогою перфокарт (пристрій програмного керування). Робота зі створення аналітичної машини була завершена, але закладені у ній ідеї допомогли побудувати у XX столітті перші комп'ютери (у перекладі з англійської слово означає «обчислювач»).
1880 року В.Т. Однер у Росії створив механічний арифмометр із зубчастими колесами, й у 1890 року налагодив його масовий випуск. Надалі під назвою "Фелікс" він випускався до 50-х років XX століття (рис. 11).
Мал. 10. В.Т. Однер
Мал. 11. Механічний арифмометр "Фелікс"
В 1888 Герман Холлеріт (рис. 12) створив першу електромеханічну лічильну машину - табулятор, в якому нанесена на перфокарти (рис. 13) інформація розшифровувалась електричним струмом. Ця машина дозволила кілька разів скоротити час підрахунків під час перепису населення США. У 1890 р. винахід Холлерита було вперше використано в 11-му американському переписі населення. Робота, яку 500 співробітників раніше виконували цілих 7 років, Холлеріт із 43 помічниками на 43 табуляторах закінчили за один місяць.
В 1896 Холлеріт заснував фірму під назвою Tabulating Machine Co. У 1911 році ця компанія була об'єднана з двома іншими фірмами, що спеціалізувалися на автоматизації обробки статистичних даних, а свою сучасну назву IBM (International Business Machines) отримала в 1924 р. Вона стала електронною корпорацією, одним із найбільших світових виробників усіх видів комп'ютерів та програмного забезпечення , провайдер глобальних інформаційних мереж. Засновником IBM став Томас Уотсон Старший, який очолив компанію в 1914 році, фактично створив корпорацію IBM і керував нею понад 40 років. З середини 1950-х років Ай-Бі-Ем зайняла провідне становище на світовому комп'ютерному ринку. У 1981 році компанія створила свій перший персональний комп'ютер, який став стандартом у галузі. До середини 1980-х IBM контролювала близько 60% світового виробництва електронно-обчислювальних машин.
Мал. 12. Томас Вотсон старший
Мал. 13. Герман Холлеріт
Наприкінці ХІХ століття було винайдено перфострічка – паперова чи целулоїдна плівка, яку інформацію наносилася перфоратором як сукупності отворів.
Широка паперова перфострічка була застосована в монотипі – набірній машині, винайденій Т. Ланстоном у 1892 році. Монотип складався з двох самостійних апаратів: клавіатури та відливного апарату. Клавіатура служила для складання програми набору на перфострічці, а відливний апарат виготовляв набір відповідно до раніше складеної на клавіатурі програми зі спеціального друкарського сплаву – гарта.
Мал. 14. Перфокарта
Мал. 15. Перфострічки
Складач сідав за клавіатурний апарат, дивився в текст, що стояв перед ним на пюпітрі, і натискав на відповідні клавіші. При ударі однією з літерних клавіш голки перфоруючого механізму за допомогою стисненого повітря пробивали в паперовій стрічці кодову комбінацію з отворів. Ця комбінація відповідала даній літері, знаку або пробілу між ними. Після кожного удару по кнопці паперова стрічка пересувалася на один крок – 3 мм. Кожен горизонтальний ряд отворів на перфострічці відповідає одній літері, знаку або пробілу між ними. Готову (пробиту) котушку перфострічки переносили в відливний апарат, в якому також за допомогою стисненого повітря з перфострічки зчитувалася закодована на ній інформація та автоматично виготовлявся набір з літер. Таким чином, монотип є одним із перших в історії техніки машин з програмним управлінням. Він ставився до машин гарячого набору і згодом поступився своїм місцем спочатку фотонабору, а потім електронному набору.
Дещо раніше монотипу, в 1881 році, було винайдено піанолу (або фонолу) – інструмент для автоматичної гри на фортепіано. Діяла вона також за допомогою стисненого повітря. У піанолі кожній клавіші звичайного піаніно або рояля відповідає молоточок, що ударяє по ній. Всі молоточки разом становлять контрклавіатуру, що додається до клавіатури піаніно. У піанолу вставляється широка паперова перфострічка, намотана на валик. Отвори на перфострічці виконані заздалегідь під час гри піаніста – це своєрідні ноти. Під час роботи піаноли перфострічка перемотується з одного валика на інший. Зчитування записаної у ньому інформації проводиться з допомогою пневматичного механізму. Він приводить у дію молоточки, що відповідають отворам на перфострічці, змушує їх ударяти по клавішах та відтворювати гру піаніста. Таким чином, піанола також була машиною з програмним керуванням. Завдяки перфострічкам, що збереглися, піанол вдалося відновити і заново записати сучасними методами гру таких чудових піаністів минулого, як композитор О.М. Скрябін. Піанолою користувалися відомі композитори та піаністи Рубінштейн, Падеревський, Бузоні.
Пізніше було застосовано зчитування інформації з перфострічки та перфокарт за допомогою електричних контактів – металевих щіточок, які при попаданні на отвір замикали електричний ланцюг. Потім щіточки замінили на фотоелементи і зчитування інформації стало оптичним, безконтактним. Так записувалася та зчитувалася інформація у перших цифрових обчислювальних машинах.
Логічні операції тісно пов'язані із повсякденним життям.
За допомогою одного елемента АБО на два входи, двох елементів І на два входи та одного елемента НЕ можна побудувати логічну схему двійкового напівсуматора, здатного здійснювати операцію двійкового додавання двох однорозрядних двійкових чисел (тобто виконувати правила двійкової арифметики):
0+0=0; 0+1=1; 1+0=1; 1+1=0. У цьому він виділяє біт перенесення.
Проте така схема не містить третього входу, який можна подавати сигнал перенесення від попереднього розряду суми двійкових чисел. Тому напівсуматор використовується лише у молодшому розряді логічної схеми підсумовування багаторозрядних двійкових чисел, де може бути сигналу перенесення від попереднього двійкового розряду. Повний двійковий суматор складає два багаторозрядні двійкові числа з урахуванням сигналів перенесення від складання в попередніх двійкових розрядах.
З'єднуючи двійкові суматори в каскад, можна отримати логічну схему суматора для двійкових чисел із будь-яким числом розрядів.
З деякими змінами ці логічні схеми застосовуються і для віднімання, множення та розподілу двійкових чисел. З їхньою допомогою побудовані арифметичні пристрої сучасних комп'ютерів.
У 1937 році Джордж Стібіц (рис.16) створив із звичайних електромеханічних реле двійковий суматор - пристрій, здатний виконувати операцію складання чисел у двійковому коді. І сьогодні двійковий суматор, як і раніше, є одним з основних компонентів будь-якого комп'ютера, основою його арифметичного пристрою.
Мал. 16. Джордж Стібіц
У 1937-1942 pp. Джон Атанасофф (рис. 17) створив модель першої обчислювальної машини, яка працювала на електронних вакуумних лампах. У ній використовувалася двійкова система числення. Для введення даних та виведення результатів обчислень використовувалися перфокарти. Робота над цією машиною у 1942 році була практично завершена, але через війну подальше фінансування було припинено.
Мал. 17. Джон Атанасофф
В 1937 Конрад Цузе (рис.12) створив свою першу обчислювальну машину Z1 на основі електромеханічних реле. Вихідні дані вводилися в неї за допомогою клавіатури, а результат обчислень висвітлювався на панелі з безліччю електричних лампочок. 1938 року К. Цузе створив удосконалену модель Z2. Програми до неї вводилися за допомогою перфострічки. Її виготовляли, пробиваючи отвори у використаній 35-міліметровій фотоплівці. У 1941 році К. Цузе побудував комп'ютер, що діє, Z3, а пізніше і Z4, засновані на двійковій системі числення. Вони використовувалися для розрахунків під час створення літаків і ракет. В 1942 Конрад Цузе і Хельмут Шрайер задумали перевести Z3 з електромеханічних реле на вакуумні електронні лампи. Така машина мала працювати в 1000 разів швидше, але створити її не вдалося – завадила війна.
Мал. 18. Конрад Цузе
У 1943-1944 роках на одному з підприємств Ай-Бі-Ем (IBM) у співпраці з вченими Гарвардського університету на чолі з Говардом Ейкеном було створено обчислювальну машину "Марк-1". Важила вона близько 35 тонн. "Марк-1" був заснований на застосуванні електромеханічних реле і оперував числами, закодованими на перфострічці.
При її створенні використовувалися ідеї, закладені Ч. Беббіджем у його аналітичній машині. На відміну від Стібіца та Цузе, Ейкен не усвідомив переваг двійкової системи числення і у своїй машині використав десяткову систему. Машина могла маніпулювати числами завдовжки до 23 розрядів. Для перемноження двох таких чисел їй потрібно було витратити 4 секунди. У 1947 році була створена машина "Марк-2", в якій вже використовувалася двійкова система числення. У цій машині операції додавання та віднімання займали в середньому 0,125 секунди, а множення – 0,25 секунди.
Абстрактна наука логіки алгебри близька до практичного життя. Вона дозволяє вирішувати різні завдання управління.
Вхідні та вихідні сигнали електромагнітних реле, подібно до висловів у булевій алгебрі, також приймають тільки два значення. Коли обмотка знеструмлена, вхідний сигнал дорівнює 0, а якщо по обмотці протікає струм, вхідний сигнал дорівнює 1. Коли контакт реле розімкнуто, вихідний сигнал дорівнює 0, а якщо контакт замкнутий – дорівнює 1.
Саме цю схожість між висловлюваннями у булевій алгебрі та поведінкою електромагнітних реле помітив відомий фізик Пауль Еренфест. Ще 1910 року він запропонував використовувати булеву алгебру для опису роботи релейних схем у телефонних системах. За іншою версією, ідея використання булевої алгебри для опису електричних схем перемикання належить Пірсу. У 1936 році засновник сучасної теорії інформації Клод Шеннон у своїй докторській дисертації об'єднав двійкову систему числення, математичну логіку та електричні ланцюги.
Зв'язки між електромагнітними реле у схемах зручно позначати за допомогою логічних операцій НЕ, І, АБО, ПОВТОРЕННЯ (ТАК) і т.д. Наприклад, послідовне з'єднання контактів реле реалізує операцію І, а паралельне з'єднання цих контактів – логічну операцію АБО. Аналогічно виконуються операції І, АБО, НЕ в електронних схемах, де роль реле, що замикають та розмикають електричні ланцюги, виконують безконтактні напівпровідникові елементи – транзистори, створені у 1947–1948 роках американськими вченими Д. Бардіним, У. Браттейном та У. Шоклі.
Електромеханічні реле працювали надто повільно. Тому вже 1943 року американці розпочали розробку обчислювальної машини на основі електронних ламп. В 1946 Преспер Еккерт і Джон Мочлі (рис. 13) побудували першу електронну цифрову обчислювальну машину ENIAC. Її вага складала 30 тонн, вона займала 170 кв. м майдану. Замість тисяч електромеханічних реле ENIAC містив 18 000 електронних ламп. Вважала машина в двійковій системі і робила 5000 операцій складання або 300 операцій множення за секунду. На електронних лампах у цій машині було побудовано не тільки арифметичний, але й пристрій. Введення числових даних здійснювалося за допомогою перфокарт, програми ж вводилися в цю машину за допомогою штекерів та набірних полів, тобто доводилося з'єднувати для кожної нової програми тисячі контактів. Тому для підготовки до вирішення нового завдання було потрібно до декількох днів, хоча саме завдання вирішувалося за кілька хвилин. Це було одним із основних недоліків такої машини.
Мал. 19. Преспер Екерт і Джон Мочлі
Роботи трьох видатних учених – Клода Шеннона, Алана Тьюринга та Джона фон Неймана – стали основою створення структури сучасних комп'ютерів.
Шеннон Клод (1916 р.н.) – американський інженер та математик, основоположник математичної теорії інформації.
У 1948 році опублікував роботу «Математична теорія зв'язку», зі своєю теорією передачі та обробки інформації, яка включала всі види повідомлень, у тому числі переданих нервовими волокнами в живих організмах. Шеннон ввів поняття кількості інформації як заходи невизначеності стану системи, яка знімається при отриманні інформації. Він назвав цей захід невизначеності ентропією за аналогією з подібним поняттям у статистичній механіці. При отриманні спостерігачем інформації ентропія, тобто ступінь його непоінформованості про стан системи, зменшується.
Т'юрінг Алан (1912-1954) - англійський математик. Основні праці – з математичної логіки та обчислювальної математики. У 1936–1937 pp. написав основну роботу «Про обчислювані числа», в якій ввів поняття абстрактного пристрою, названого згодом «машиною Тьюринга». У цьому пристрої він передбачив основні характеристики сучасного комп'ютера. Т'юрінг назвав свій пристрій «універсальною машиною», оскільки вона мала вирішувати будь-яку допустиму (теоретично розв'язувану) математичну чи логічну задачу. Дані в неї потрібно вводити з паперової стрічки, поділеної на клітинки. У кожній такій клітині повинен був міститися символ, або ні. Машина Тьюринга могла обробляти символи, що вводяться зі стрічки, і змінювати їх, тобто прати їх і записувати нові за інструкціями, що зберігаються в її внутрішній пам'яті.
Нейман Джон фон (1903–1957) – американський математик та фізик, учасник робіт зі створення атомної та водневої зброї. Народився у Будапешті, з 1930 року проживав у США. У своїй доповіді, опублікованій у 1945 році і що стала першою роботою з цифрових електронних комп'ютерів, виділив та описав «архітектуру» сучасного комп'ютера.
У наступній машині – EDVAC – її більш містка внутрішня пам'ять здатна зберігати як вихідні дані, а й програму обчислень. Цю ідею – зберігати в пам'яті машини програми – поряд із Мочлі та Еккертом висунув математик Джон фон Нейман. Він уперше описав структуру універсального комп'ютера (так звану "архітектуру фон Неймана" сучасного комп'ютера). Для універсальності та ефективної роботи, на думку фон Неймана, комп'ютер повинен містити центральний арифметико-логічний пристрій, центральний пристрій керування всіма операціями, запам'ятовуючий пристрій (пам'ять) та пристрій введення/виведення інформації, а програми слід зберігати в пам'яті комп'ютера.
Фон Нейман вважав, що комп'ютер повинен працювати на основі двійкової системи числення, бути електронним та виконувати всі операції послідовно, одну за одною. Ці принципи закладено основою всіх сучасних комп'ютерів.
Машина на електронних лампах працювала значно швидше, ніж на електромеханічних реле, але електронні лампи були ненадійні. Вони часто виходили з ладу. Для їх заміни в 1947 році Джон Бардін, Волтер Браттейн і Вільям Шоклі запропонували використовувати винайдені ними перемикаючі напівпровідникові елементи - транзистори.
Бардін Джон (1908-1991) - американський фізик. Один із творців першого транзистора (Нобелівська премія 1956 р. з фізики спільно з У. Браттейном та У. Шоклі за відкриття транзисторного ефекту). Один із авторів мікроскопічної теорії надпровідності (друга Нобелівська премія 1957 р. спільно з Л. Купером та Д. Шриффеном).
Браттейн Волтер (1902–1987) – американський фізик, один із творців першого транзистора, лауреат Нобелівської премії з фізики 1956 року.
Шоклі Вільям (1910–1989) – американський фізик, один із творців першого транзистора, лауреат Нобелівської премії з фізики 1956 року.
У сучасних комп'ютерах мікроскопічні транзистори в кристалі інтегральної схеми згруповані у системи «вентилів», які виконують логічні операції над двійковими числами. Так, наприклад, з їх допомогою побудовані описані вище двійкові суматори, що дозволяють складати багаторозрядні двійкові числа, виробляти віднімання, множення, поділ і порівняння чисел між собою. Логічні «вентилі», діючи за певними правилами, керують рухом даних та виконанням інструкцій у комп'ютері.
Удосконалення перших зразків обчислювальних машин призвело в 1951 до створення комп'ютера UNIVAC, призначеного для комерційного використання. Він став першим комп'ютером, що серійно випускається.
Серійний ламповий комп'ютер IBM 701, що з'явився в 1952, виконував до 2200 операцій множення в секунду.
Комп'ютер IBM 701
Ініціатива створення цієї системи належала Томасу Вотсону-молодшому. У 1937 році він почав працювати в компанії як комівояжер. Він переривав свою роботу в IBM лише під час війни, коли був льотчиком військово-повітряних сил Сполучених Штатів. Повернувшись на роботу в компанію в 1946-му, він став її віце-президентом і очолював IBM з 1956 до 1971 року. Залишаючись членом ради директорів IBM, Томас Вотсон з 1979 по 1981 був послом Сполучених Штатів в СРСР.
Томас Вотсон (молодший)
1964 року фірма IBM оголосила про створення шести моделей сімейства IBM 360 (System 360), які стали першими комп'ютерами третього покоління. Моделі мали єдину систему команд і відрізнялися один від одного обсягом оперативної пам'яті та продуктивністю. При створенні моделей сімейства використовувався ряд нових принципів, що робило машини універсальними та дозволяло з однаковою ефективністю застосовувати їх як для вирішення завдань у різних галузях науки та техніки, так і для обробки даних у сфері управління та бізнесу. IBM System/360 (S/360) – це сімейство універсальних комп'ютерів класу мейнфреймів. Подальшим розвитком IBM/360 стали системи 370, 390, z9 та zSeries. У СРСР IBM/360 була клонована під назвою ЄС ЕОМ. Вони були програмно сумісні зі своїми американськими прообразами. Це давало змогу використовувати західне програмне забезпечення за умов нерозвиненості вітчизняної «індустрії програмування».
Комп'ютер IBM/360
Т. Вотсон (молодший) та В. Лерсон біля комп'ютера IBM/360
Перша в СРСР Мала Електронна Рахункова машина (МЕСМ) на електронних лампах була побудована у 1949-1951 рр. під керівництвом академіка С.А. Лебедєва. Незалежно від зарубіжних вчених С.А. Лебедєв розробив принципи побудови ЕОМ зі збереженою у пам'яті програмою. МЕСМ була першою такою машиною. А в 1952–1954 роках. під його керівництвом була розроблена Швидкодійна Електронна Рахункова машина (БЕСМ), яка виконувала 8000 операцій на секунду.
Лебедєв Сергій Олексійович
Створенням електронних обчислювальних машин керували найбільші радянські вчені та інженери І.С. Брук, В.М. Глушков, Ю.А. Базилевський, Б.І. Рамєєв, Л.І. Гутенмахер, Н.П. Брусенців.
До першого покоління радянських комп'ютерів відносяться лампові ЕОМ - "БЕСМ-2", "Стріла", "М-2", "М-3", "Мінськ", "Урал-1", "Урал-2", "М- 20».
До другого покоління радянських комп'ютерів належать напівпровідникові малі ЕОМ «Наїрі» та «Мир», середні ЕОМ для наукових розрахунків та обробки інформації зі швидкістю 5–30 тисяч операцій на секунду «Мінськ-2», «Мінськ-22», «Мінськ-32» », «Урал-14», «Роздан-2», «Роздан-3», «БЕСМ-4», «М-220» та керуючі ЕОМ «Дніпро», «ВНДІЕМ-3», а також надшвидкодіюча БЕСМ-6 з продуктивністю 1 млн. операцій на секунду.
Родоначальниками радянської мікроелектроніки були вчені, які емігрували зі США до СРСР: Ф.Г. Старос (Альфред Сарант) та І.В. Берг (Джоел Барр). Вони стали ініціаторами, організаторами та керівниками центру мікроелектроніки у Зеленограді під Москвою.
Ф.Г. Старос
p align="justify"> Комп'ютери третього покоління на інтегральних мікросхемах з'явилися в СРСР у другій половині 1960-х років. Були розроблені Єдина Система ЕОМ (ЄС ЕОМ) та Система Малих ЕОМ (СМ ЕОМ) та організовано їх серійне виробництво. Як зазначалося вище, ця система була клон американської системи IBM/360.
Євген Олексійович Лебедєв був затятим противником копіювання американської системи IBM/360, що почалося в 1970-і роки, яка в радянському варіанті носила назву ЄС ЕОМ. Роль ЄС ЕОМ у розвитку вітчизняних комп'ютерів неоднозначна.
На початковому етапі поява ЄС ЕОМ призвела до уніфікації комп'ютерних систем, дозволило встановити початкові стандарти програмування та організовувати широкомасштабні проекти, пов'язані з впровадженням програм.
Ціною цього було повсюдне згортання власних оригінальних розробок і попадання в повну залежність від ідей та концепцій фірми IBM, далеко не найкращих на той час. Різкий перехід від простих в експлуатації радянських машин до набагато складніших апаратних та програмних засобів IBM/360 призвів до того, що багато програмістів повинні були долати труднощі, пов'язані з недоробками та помилками IBM-ських розробників. Початкові моделі ЄС ЕОМ за експлуатаційними характеристиками нерідко поступалися вітчизняним комп'ютерам на той час.
На пізньому етапі, особливо у 80-ті, повсюдне впровадження ЄС ЕОМ перетворилося на серйозне гальмо у розвиток програмного забезпечення, баз даних, діалогових систем. Після дорогих та заздалегідь спланованих закупівель підприємства були змушені експлуатувати морально застарілі комп'ютерні системи. Паралельно розвивалися системи на малих машинах і персональних комп'ютерах, які ставали дедалі популярнішими.
На пізнішому етапі з початком перебудови з 1988–89 років нашу країну затопили зарубіжні персональні комп'ютери. Жодні заходи вже не могли зупинити кризу серії ЄС ЕОМ. Вітчизняна промисловість не змогла створити аналогів чи замінників ЄС ЕОМ на новій елементній базі. p align="justify"> Економіка СРСР не дозволила на той час витратити гігантські фінансові засоби для створення мікроелектронної техніки. У результаті відбувся повний перехід на імпортні комп'ютери. Було остаточно згорнуто програми з розробки вітчизняних комп'ютерів. Виникли проблеми перенесення технологій на сучасні комп'ютери, модернізації технологій, працевлаштування та перекваліфікації сотень тисяч фахівців.
Прогноз С.А. Лебедєва виправдався. І в США, і в усьому світі надалі пішли шляхом, який він пропонував: з одного боку, створюються суперкомп'ютери, а з іншого – ціла низка менш потужних, орієнтованих різні застосування комп'ютерів – персональних, спеціалізованих та інших.
Четверте покоління радянських комп'ютерів реалізовано на основі великих (ВІС) та надвеликих (НВІС) інтегральних мікросхем.
Прикладом великих обчислювальних систем четвертого покоління став багатопроцесорний комплекс «Ельбрус-2» із швидкодією до 100 млн операцій на секунду.
У 1950-х роках створили друге покоління комп'ютерів, виконаних на транзисторах. В результаті швидкодія машин зросла в 10 разів, а розміри та вага значно зменшилися. Стали застосовувати запам'ятовують пристрої на магнітних феритових сердечниках, здатні зберігати інформацію необмежений час навіть за відключення комп'ютерів. Їх розробив Джой Форрестер у 1951–1953 роках. Великі обсяги інформації зберігалися на зовнішньому носії, наприклад, на магнітній стрічці або на магнітному барабані.
Перший історії обчислювальної техніки накопичувач на жорстких магнітних дисках (вінчестер – winchester) розробила 1956 року група інженерів IBM під керівництвом Рейнольда Б. Джонсона. Пристрій носив назву 305 RAMAC - контрольно-зчитувальний пристрій методом випадкового доступу (Random Access Method of Accounting and Control). Накопичувач складався з 50 алюмінієвих дисків діаметром 24 дюйми (близько 60 см) при товщині 2,5 см кожен. На поверхню алюмінієвої пластини наносився магнітний шар, на який здійснювався запис. Вся ця конструкція з дисків на загальній осі в робочому режимі оберталася з постійною швидкістю 1200 об/хв, а накопичувач займав майданчик розмірами 3х3,5 м. Сумарна ємність його становила 5 Мb. Одним з найважливіших принципів, використаних у конструкції RAMAC 305, стало те, що головки не торкалися поверхні дисків, а зависали на малій фіксованій відстані. Для цього використовувалися спеціальні повітряні сопла, які направляли потік до диска через маленькі отвори в тримачах головок і тим самим створювали зазор між головкою і поверхнею пластини, що обертається.
Вінчестер (жорсткий диск) забезпечив комп'ютерних користувачів можливістю зберігати великі обсяги інформації і при цьому швидко витягувати потрібні дані. Після створення вінчестера у 1958 році від носіїв на магнітних стрічках відмовилися.
В 1959 Д. Кілбі, Д. Херні, К. Леховець і Р. Нойс (рис. 14) винайшли інтегральні мікросхеми (чіпи), в яких всі електронні компоненти разом з провідниками поміщалися всередині кремнієвої пластинки. Застосування чіпів у комп'ютерах дозволило скоротити шляхи проходження струму під час перемикань. Швидкість обчислень у своїй збільшилася вдесятеро. Істотно зменшилися і габарити машин. Поява чіпа дозволило створити третє покоління комп'ютерів. І 1964 року фірма IBM починає випуск комп'ютерів IBM-360 на інтегральних мікросхемах.
Мал. 14. Д. Кілбі, Д. Херні, К. Леховець та Р. Нойс
В 1965 Дуглас Енгелбарт (рис.15) створив першу «мишу» - комп'ютерний ручний маніпулятор. Вперше вона була застосована в персональному комп'ютері Apple фірми Macintosh, випущеному пізніше, 1976 року.
Мал. 19. Дуглас Енгелбарт
У 1971 році компанія IBM почала виробляти дискету для комп'ютера, винайдену Йосіро Накамацу - знімний гнучкий магнітний диск ("флоппі-диск") для постійного зберігання інформації. Спочатку дискета була гнучкою, мала діаметр 8 дюймів та ємність 80 Кбайт, потім – 5 дюймів. Сучасна дискета ємністю 1,44 Мбайта, вперше випущена фірмою Sony в 1982 році, поміщена в жорсткий пластмасовий корпус і має діаметр 3,5 дюйми.
У 1969 року у США розпочалося створення оборонної комп'ютерної мережі – прабатька сучасної всесвітньої мережі Internet.
У 1970-ті роки були розроблені матричні принтери, призначені для друку інформації на виході з комп'ютерів.
У 1971 році співробітник компанії Intel Едвард Хофф (рис. 20) створив перший мікропроцесор 4004, розмістивши кілька інтегральних мікросхем на одному кремнієвому кристалі. Хоча спочатку він призначався для використання в калькуляторах, по суті він був закінченим мікрокомп'ютером. Цей революційний винахід кардинально перевернув уявлення про комп'ютери як про громіздкі, великовагові монстри. Мікропроцесор дав можливість створити комп'ютери четвертого покоління, які розміщувалися на письмовому столі користувача.
Мал. 20. Едвард Хофф
У 1970-х років починаються спроби створення персонального комп'ютера (ПК) – обчислювальної машини, призначеної для приватного користувача.
У 1974 Едвард Робертс (рис. 21) створив перший персональний комп'ютер «Altair» на основі мікропроцесора 8080 фірми «Intel» (рис.22). Але без програмного забезпечення він був непрацездатний: адже вдома приватний користувач не має «під рукою» свого програміста.
Мал. 21. Едвард Робертс
Мал. 22. Перший персональний комп'ютер Altair
У 1975 році про створення ПК Altair дізналися два студенти Гарвардського університету Білл Гейтс і Пол Аллен (рис. 23). Вони першими зрозуміли необхідність написання програмного забезпечення для персональних комп'ютерів і протягом місяця створили його для ПК «Altair» на основі мови Бейсік. У тому ж році вони заснували компанію Microsoft, що швидко завоювала лідерство у створенні програмного забезпечення для персональних комп'ютерів і стала найбагатшою компанією в усьому світі.
Мал. 23. Білл Гейтс та Пол Аллен
Мал. 24. Білл Гейтс
У 1973 році фірмою IBM було розроблено жорсткий магнітний диск (вінчестер) для комп'ютера. Цей винахід дало можливість створити довготривалу пам'ять великого обсягу, яка зберігається при вимиканні комп'ютера.
Перші мікрокомп'ютери Altair-8800 були лише набір деталей, які потрібно було ще збирати. Крім того, користуватися ними було дуже незручно: вони не мали ні монітора, ні клавіатури, ні миші. Введення інформації в них здійснювалося за допомогою перемикачів на передній панелі, а результати відображалися світлодіодними індикаторами. Пізніше почали виводити результати з допомогою телетайпа – телеграфного апарату із клавіатурою.
У 1976 році 26-річний інженер Стів Возняк з компанії Hewlett-Packard створив новий мікрокомп'ютер. Він вперше застосував для введення даних клавіатуру, подібну до клавіатури друкарської машинки, а для відображення інформації - звичайний телевізор. Символи виводилися на його екран у 24 рядки по 40 символів у кожному. Комп'ютер мав 8 Кбайт пам'яті, половину з яких займав вбудовану мову Бейсік, а половину користувач міг використовувати для введення своїх програм. Цей комп'ютер значно перевершував Altair-8800, який мав лише 256 байтів пам'яті. С. Возняк передбачив для свого нового комп'ютера роз'єм (так званий слот) для приєднання додаткових пристроїв. Першим зрозумів і оцінив перспективи цього комп'ютера приятель Стіва Возняка Стів Джобс (рис. 25). Він запропонував організувати фірму щодо його серійного виготовлення. 1 квітня 1976 вони заснували компанію Apple, і в січні 1977 офіційно зареєстрували її. Новий комп'ютер вони назвали Apple-I (рис. 26). Протягом 10 місяців їм вдалося зібрати та продати близько 200 екземплярів Apple-I.
Мал. 25. Стів Возняк та Стів Джобс
Мал. 26. Персональний комп'ютер Apple-I
У цей час Возняк уже працював над його вдосконаленням. Нова версія отримала назву Apple-II (рис. 23). Комп'ютер був виконаний у пластмасовому корпусі, отримав графічний режим, звук, колір, розширену пам'ять, 8 роз'ємів розширення (слотів) замість одного. Для збереження програм у ньому використовувався касетний магнітофон. Основу першої моделі Apple II становив, як і Apple I, мікропроцесор 6502 фірми MOS Technology з тактовою частотою 1 мегагерц. У постійній пам'яті було записано Бейсік. Об'єм оперативної пам'яті в 4 Кбайти було розширено до 48 Кбайт. Інформація виводилася на кольоровий або чорно-білий телевізор, який працює у стандартній для США системі NTSC. У текстовому режимі відображалися 24 рядки, по 40 символів у кожному, а у графічному роздільну здатність становило 280 на 192 крапки (шість кольорів). Основна перевага Apple II полягала у можливості розширення його оперативної пам'яті до 48 Кбайт та використання 8 роз'ємів для підключення додаткових пристроїв. Завдяки використанню кольорової графіки його можна було використовувати для різних ігор (рис. 27).
Мал. 27. Персональний комп'ютер Apple II
Завдяки своїм можливостям Apple II завоював популярність серед людей різних професій. Від його користувачів не вимагалося знання електроніки та мов програмування.
Apple II став першим по-справжньому персональним комп'ютером для вчених, інженерів, юристів, бізнесменів, домогосподарок та школярів.
У липні 1978 року Apple II був доповнений дисководом Disk II, який значно розширив його можливості. Для нього було створено дискову операційну систему Apple-DOS. А наприкінці 1978 року комп'ютер знову вдосконалили та випустили під ім'ям Apple II Plus. Тепер його можна було використати у діловій сфері для зберігання інформації, ведення справ, допомоги у прийнятті рішень. Почалося створення прикладних програм, як текстові редактори, органайзери, електронні таблиці.
У 1979 році Ден Бріклін та Боб Френкстон створили програму VisiCalc – першу у світі електронну таблицю. Цей інструмент найкраще підходив до бухгалтерських розрахунків. Перша його версія була написана для Apple II, який найчастіше купували лише для того, щоб працювати з VisiCalc.
Таким чином, за кілька років мікрокомп'ютер, багато в чому завдяки фірмі Apple та її засновникам Стівену Джобсу та Стіву Возняку, перетворився на персональний комп'ютер для людей різних професій.
У 1981 році з'явився персональний комп'ютер IBM PC, який незабаром став стандартом комп'ютерної індустрії та витіснив з ринку майже всі конкуруючі моделі персональних комп'ютерів. Виняток становив лише Apple. У 1984 році було створено Apple Macintosh – перший комп'ютер із графічним інтерфейсом, керований мишею. Завдяки його перевагам Apple вдалося втриматися на ринку персональних комп'ютерів. Вона завоювала ринок у галузі освіти та видавничої справи, де видатні графічні можливості «Макінтошів» використовуються для верстки та обробки зображень.
Сьогодні фірма Apple контролює 8–10% світового ринку персональних комп'ютерів, а решта 90% – IBM-сумісні персональні комп'ютери. Більшість комп'ютерів Macintosh є у користувачів у США.
У 1979 році з'явився оптичний компакт-диск (CD), розроблений фірмою Philips і призначений лише для прослуховування музичних записів.
1979 року фірма Intel розробила мікропроцесор 8088 для персональних комп'ютерів.
Широкого поширення набули персональні комп'ютери моделі IBM PC, створені 1981 року групою інженерів фірми IBM під керівництвом Вільяма Лоуї (William C. Lowe). Комп'ютер IBM PC мав процесор Intel 8088 із тактовою частотою 4.77 МHz, 16 Kb пам'яті з можливістю розширення до 256 Kb, операційну систему DOS 1.0. (Рис. 24). Операційну систему DOS 1.0 було створено компанією Microsoft. Протягом усього місяця компанія IBM зуміла продати 241 683 комп'ютера IBM PC. За домовленістю з керівниками Microsoft, компанія IBM відраховувала творцям програми певну суму за кожну копію операційної системи, що встановлювалася на IBM PC. Завдяки популярності персонального комп'ютера IBM PC керівники Microsoft Білл Гейтс і Пол Аллен незабаром стали мільярдерами, а Microsoft зайняла лідируючу позицію на ринку програмних продуктів.
Мал. 28. Персональний комп'ютер моделі IBM PC
В IBM PC був застосований принцип відкритої архітектури, що дозволив вносити удосконалення та доповнення до існуючих конструкцій ПК. Цей принцип означає застосування в конструкції під час збирання комп'ютера готових блоків та пристроїв, а також стандартизацію способів з'єднання комп'ютерних пристроїв.
Принцип відкритої архітектури сприяв широкому поширенню IBM PC-сумісних мікрокомп'ютерів-клонів. Їхньою збіркою з готових блоків та пристроїв зайнялася велика кількість фірм у всьому світі. Користувачі, у свою чергу, отримали можливість самостійно модернізувати свої мікрокомп'ютери та оснащувати їх додатковими пристроями сотень виробників.
Наприкінці 1990-х років IBM PC-сумісні комп'ютери становили 90% ринку персональних комп'ютерів.
Персональний комп'ютер IBM PC незабаром став стандартом комп'ютерної індустрії і витіснив з ринку майже конкуруючі моделі персональних комп'ютерів. Виняток становив лише Apple. У 1984 році було створено Apple Macintosh – перший комп'ютер із графічним інтерфейсом, керований мишею. Завдяки його перевагам Apple вдалося втриматися на ринку персональних комп'ютерів. Вона завоювала ринок у галузі освіти, видавничої справи, де використовуються їхні визначні графічні можливості для верстки та обробки зображень.
Сьогодні фірма Apple контролює 8–10% світового ринку персональних комп'ютерів, а решта 90% – IBM-сумісні персональні комп'ютери. Більшість комп'ютерів Macintosh є у користувачів США.
За останні десятиліття XX століття комп'ютери багаторазово збільшили свою швидкодію і обсяги інформації, що переробляється і запам'ятовується.
У 1965 році Гордон Мур, один із засновників корпорації Intel, що лідирує в галузі комп'ютерних інтегральних схем – «чіпів», висловив припущення, що кількість транзисторів у них щороку подвоюватиметься. Протягом наступних 10 років це передбачення справдилося, і тоді він припустив, що тепер це число подвоюватиметься кожні 2 роки. І справді, кількість транзисторів у мікропроцесорах подвоюється за кожні 18 місяців. Наразі фахівці з комп'ютерної техніки називають цю тенденцію законом Мура.
Мал. 29. Гордон Мур
Схожа закономірність спостерігається і в галузі розробки та виробництва пристроїв оперативної пам'яті та накопичувачів інформації. До речі, я не сумніваюся, що до того моменту, коли ця книга побачить світ, багато цифрових даних щодо їхньої ємності та швидкодії встигнуть застаріти.
Не відставало і розвиток програмного забезпечення, без якого взагалі неможливе користування персональним комп'ютером, і насамперед операційних систем, що забезпечують взаємодію між користувачем та ПК.
У 1981 році фірма Microsoft розробила операційну систему MS-DOS для своїх персональних комп'ютерів.
У 1983 році було створено вдосконалений персональний комп'ютер IBM PC/XT фірми IBM.
У 1980-х роках було створено чорно-білі та кольорові струменеві та лазерні принтери для друку інформації на виході з комп'ютерів. Вони значно перевершують матричні принтери за якістю та швидкістю друку.
У 1983-1993 роках відбувалося створення глобальної комп'ютерної мережі Internet та електронної пошти E-mail, якими змогли скористатися мільйони користувачів у всьому світі.
У 1992 році компанія Microsoft випустила операційну систему Windows-3.1 для IBM PC-сумісних комп'ютерів. Слово Windows у перекладі з англійської означає вікна. «Віконна» операційна система дозволяє працювати одразу з кількома документами. Вона є так званим «графічним інтерфейсом». Це система взаємодії з ПК, при якій користувач має справу з так званими «іконками»: картинками, якими він може керувати за допомогою комп'ютерної миші. Такий графічний інтерфейс та система вікон був уперше створений у дослідному центрі фірми Xerox у 1975 році та застосований для ПК Apple.
У 1995 році фірма Microsoft випустила операційну систему Windows-95 для IBM PC-сумісних комп'ютерів, більш досконалу в порівнянні з Windows-3.1, в 1998 році - її модифікацію Windows-98, а в 2000 - Windows-2000, а в 2006 - Windows ХР. Для них розроблено цілу низку прикладних програм: текстовий редактор Word, електронні таблиці Excel, програма для користування системою Internet та електронною поштою E-mail – Internet Explorer, графічний редактор Paint, стандартні прикладні програми (калькулятор, годинник, номеронабирач), щоденник Microsoft Schedule, універсальний програвач, фонограф та лазерний програвач.
За останні роки стало можливим об'єднати на персональному комп'ютері текст і графіку зі звуком і зображеннями, що рухаються. Така технологія отримала назву мультимедіа. Як носії інформації в таких мультимедійних комп'ютерах використовуються оптичні компакт-диски CD-ROM. Зовні вони не відрізняються від звукових компакт-дисків, які використовуються у програвачах та музичних центрах.
Місткість одного CD-ROM досягає 650 Мбайт, за ємністю він займає проміжне положення між дискетами та вінчестером. Для читання компакт-дисків використовується CD-дисковод. Інформація на компакт-диск записується лише один раз у промислових умовах, а на ПК її можна лише читати. На CD-ROM видаються різні ігри, енциклопедії, художні альбоми, карти, атласи, словники та довідники. Всі вони мають зручні пошукові системи, що дозволяють швидко знайти потрібний матеріал. Об'єму пам'яті двох компакт-дисків CD-ROM вистачає розміщувати енциклопедії, перевищує за обсягом Велику Радянську енциклопедію.
Наприкінці 1990-х років були створені одноразово записувані CD-R і багаторазово перезаписувані CD-RW оптичні компакт-диски та дисководи для них, що дозволяють користувачеві робити будь-які записи звуку та зображення на свій смак.
У 1990-2000 роках, на додаток до настільних персональних комп'ютерів, були випущені ПК "ноутбук" у вигляді портативної валізки і ще більш мініатюрні кишенькові "палмтоп" (надолонники) - як випливає з їх назви, що містяться в кишені та на долоні. Ноутбуки забезпечені рідкокристалічним екраном-дисплеєм, розміщеним у кришці, а у палмтопів – на передній панелі корпусу.
У 1998-2000 роках була створена мініатюрна твердотільна "флеш-пам'ять" (без рухомих деталей). Так, пам'ять Memory Stick має розміри та вагу платівки «жуйки», а пам'ять SD фірми Panasonic – поштової марки. Тим часом обсяг їх пам'яті, яка може зберігатися як завгодно довго, становить 64-128 Мбайт і навіть 2-8 і більше Гбайт.
Окрім портативних персональних комп'ютерів, створюються суперкомп'ютери для вирішення складних завдань у науці та техніці – прогнозів погоди та землетрусів, розрахунків ракет та літаків, ядерних реакцій, розшифрування генетичного коду людини. Вони використовуються від кількох до кількох десятків мікропроцесорів, здійснюють паралельні обчислення. Перший суперкомп'ютер розробив Сеймур Крей у 1976 році.
У 2002 році в Японії був побудований суперкомп'ютер NEC Earth Simulator, який виконує 35,6 трлн операцій за секунду. На сьогодні це найшвидше діючий у світі суперкомп'ютер.
Мал. 30. Сеймур Крей
Мал. 31. Суперкомп'ютер Cray-1
Мал. 32. Суперкомп'ютер Cray-2
У 2005 році компанія IBM розробила суперкомп'ютер Blue Gene продуктивністю понад 30 трильйонів операцій на секунду. Він містить 12000 процесорів і має в тисячу разів більшу потужність, ніж знаменитий Deep Blue, з яким у 1997 році грав у шахи чемпіон світу Гаррі Каспаров. Компанія IBM та дослідники зі Швейцарського політехнічного інституту в Лозанні вперше зробили спробу моделювання людського мозку.
2006 року персональним комп'ютерам виповнилося 25 років. Побачимо, як вони змінилися за ці роки. Перші, обладнані мікропроцесором Intel, працювали з тактовою частотою всього 4,77 МГц і мали оперативну пам'ять 16 Кбайт. Сучасні ПК, обладнані мікропроцесором Pentium 4, створеним у 2001 році, мають тактову частоту 3–4 ГГц, оперативну пам'ять 512 Мбайт – 1Гбайт та довготривалу пам'ять (вінчестер) об'ємом десятки та сотні Гбайт і навіть 1 Терабайт. Такого гігантського прогресу немає у жодної галузі техніки, крім цифрової обчислювальної. Якби такий прогрес був у збільшенні швидкості літаків, то вони давно б уже літали зі швидкістю світла.
Мільйони комп'ютерів використовуються практично у всіх галузях економіки, промисловості, науки, техніки, педагогіки, медицини.
Основні причини такого прогресу – у надзвичайно високих темпах мікромініатюризації пристроїв цифрової електроніки та успіхах програмування, які зробили спілкування рядових користувачів з персональними комп'ютерами простим і зручним.
Назад вперед
Увага! Попередній перегляд слайдів використовується виключно для ознайомлення та може не давати уявлення про всі можливості презентації. Якщо вас зацікавила ця робота, будь ласка, завантажте повну версію.
Мета уроку:
- ознайомити з історією розвитку обчислювальної техніки, з пристроями, які є попередниками комп'ютерів та їх винахідниками
- дати уявлення про зв'язок розвитку ЕОМ з розвитком людського суспільства,
- ознайомити з основними особливостями ЕОМ різних поколінь.
- Розвиток пізнавального інтересу, вміння використовувати додаткову літературу
Тип уроку:вивчення нового матеріалу
Вигляд:урок-лекція
Програмно-дидактичне забезпечення:ПК, слайди презентації із зображенням основних пристроїв, портретів винахідників та вчених.
План уроку:
- Організаційний момент
- Актуалізація нових знань
- Передісторія комп'ютерів
- Покоління ЕОМ (комп'ютерів)
- Майбутнє комп'ютерів
- Закріплення нових знань
- Підбиття підсумків уроку
- Домашнє завдання
1. Організаційний момент
Завдання етапу: Підготувати учнів до роботи на уроці (Перевірити готовність класу до уроку, наявність шкільного необхідного приладдя, відвідуваність)
2. Актуалізація нових знань
Завдання етапу: Підготовка учнів до активного засвоєння нових знань, забезпечити мотивацію та прийняття учнями мети навчально – пізнавальної діяльності Постановка цілей уроку.
Вітаю! Як ви вважаєте, які технічні винаходи особливо змінили способи праці людини?
(Учні висловлюють свої думки з цього питання, за потребою вчитель їх коригує)
- Ви маєте рацію, дійсно, основним технічним пристроєм, що вплинув на працю людини, є винахід комп'ютерів - електронно-обчислювальних машин. Сьогодні на уроці ми з вами дізнаємося, які обчислювальні пристрої передували появі комп'ютерів, як змінювалися самі комп'ютери, послідовність становлення комп'ютера, коли машина призначена для рахунку стала складним технічним пристроєм. Тема нашого уроку: “Історія обчислювальної техніки. Покоління комп'ютерів». Мета нашого уроку : познайомитися з історією розвитку обчислювальної техніки, з пристроями, що є попередниками комп'ютерів та їх винахідниками, познайомитися з основними особливостями ЕОМ різних поколінь.
На уроці ми працюватимемо за допомогою мультимедійної презентації, що складається з 4-х розділів «Передісторія комп'ютерів», «Покоління комп'ютерів», «Галерея вчених», «Комп'ютерний словник». У кожному розділі є підрозділ «Перевір себе» - це тест, в якому ви одразу дізнаєтеся про результат.
3. Передісторія комп'ютерів
Звернути увагу учнів, що ЕОМ - це електронно-обчислювальна машина, інша назва комп'ютер або computer походить від англійського дієслова compute - обчислювати, тому слово комп'ютер можна перекласти як обчислювач. Тобто і в слові ЕОМ і в слові комп'ютер головне значення це обчислення. Хоча ми з вами добре знаємо, що сучасні ЕОМ дозволяють не лише обчислювати, а й створювати та обробляти тексти, малюнки, відео, звук. Заглянемо в історію.
(паралельно оформляємо у зошиті таблицю «Передісторія комп'ютерів»)
«Передісторія комп'ютерів»
Стародавня людина рахунком опанувала раніше, ніж писемністю. Як перший помічник у рахунку людина обрала свої пальці. Саме наявність десяти пальців лягла основою десяткової системи числення. У різних країнах говорять та пишуть різними мовами, а вважають однаково. У 5-му столітті до н. греки та єгиптяни використовували для рахунку - АБАК - пристрій, схожий на російські рахунки.
Абак – грецьке слово та перекладається як лічильна дошка. Ідея його пристрою полягає у наявності спеціального обчислювального поля, де за певними правилами переміщують лічильні елементи. Справді спочатку абак був дошкою, покритою пилом чи піском. На ній можна було креслити лінії та перекладати камінці. У Стародавню Грецію абак служив переважно до виконання грошових розрахунків. У лівій частині підраховувалися великі грошові одиниці, а правій – дрібниця. Рахунок вівся у двійково-п'ятеричній системі числення. На такій дошці було легко складати та віднімати, додаючи або прибираючи камінчики та переносячи їх із розряду в розряд.
Прийшовши до Стародавнього Риму абак, змінився зовні. Римляни стали виготовляти його із бронзи, слонової кістки або кольорового скла. На дошці були присутні два ряди прорізів, якими можна було пересувати кісточки. Абак перетворився на справжній лічильний прилад, що дозволяє представляти навіть дроби, і був значно зручнішим за грецький. Римляни називали цей пристрій calculare - "камінці". Звідси походить латинське дієслово calculare - "обчислювати", а від нього - російське слово "калькулятор".
Після падіння Римської імперії стався занепад науки і культури і абак було закрито на деякий час. Відродився він і поширився Європою тільки в X столітті. Абаком користувалися купці, міняли, ремісники. Навіть через шість століть абак залишався найважливішим інструментом для виконання обчислень.
Природно, що протягом такого великого проміжку часу абак змінював свій зовнішній вигляд і в XLL-XLLLвв. він набув форми так званого рахунку на лініях, так і між ними. Така форма рахунку в деяких європейських країнах зберігалася до кінця XVLL. і лише потім остаточно поступилася місцем обчисленням на папері.
У Китаї абак був відомий з LV століття до н. На спеціальній дошці викладалися лічильні палички. Поступово їх змінили різнокольорові фішки, а V столітті з'явилися китайські рахунки – суан-пан. Вони були рамою з двома рядами нанизаних на прутики кісточок. На кожному лозині їх було по сім. З Китаю суан-пан прийшов до Японії. Сталося це у XVL столітті і пристрій отримав назву «соробан».
У Росії рахунки з'явилися в той же час, що й у Японії. Але російські рахунки винайшли самостійно, що доводять такі чинники. По-перше, російські рахунки дуже відрізняються від китайських. По-друге, цей винахід має власну історію.
У Росії її було поширено «рахунок кістками». Він був близький європейському рахунку на лініях, але переписувачі використовували замість жетонів плодові кісточки. У XVL виник дощаний рахунок, перший варіант російських рахунків. Такі рахунки зберігаються зараз у Історичному музі у Москві.
Рахунки в Росії використовувалися майже 300 років та змінили їх лише дешеві кишенькові калькулятори.
Перший у світі автоматичний пристрій, який міг виконувати додавання, було створено на базі механічного годинника, і розробив його в 1623 Вільгельм Шікард, професор кафедри східних мов в одному з університетів Німеччини. Але неоціненний внесок у розвиток пристроїв, які допомагають виконувати обчислення, безумовно внесли Блез Паскаль, Годфрід Лейбніц і Чарльз Беббідж.
У 1642 році один з найбільших вчених в історії людства – французький математик, фізик, філософ і богослов Блез Паскаль винайшов та виготовив механічний пристрій для складання та віднімання чисел – АРИФМОМЕТР. ? Як ви вважаєте, з якого матеріалу був зроблений перший в історії арифмометр? (Дерево).
Головна ідея конструкції майбутньої машини була сформована – автоматичне перенесення розряду. «Кожне колесо деякого розряду, здійснюючи рух на десять арифметичних цифр, змушує рухатися наступне тільки на одну цифру» - ця формула винаходу стверджувала пріоритет Блеза Паскаля у винаході і закріпила за ним право виробляти та продавати машини.
Машина Паскаля здійснювала складання чисел на спеціальних дисках - коліщатках. Десяткові цифри п'ятизначного числа задавалися поворотами дисків, на які було нанесено цифрові поділки. Результат читався у віконцях. Диски мали один подовжений зуб, щоб можна було врахувати перенесення до наступного розряду.
Вихідні числа задавалися поворотами набірних коліс, обертання ручки наводило на рух різні шестерні і валики, в результаті спеціальні колеса з цифрами показували результат виконання складання або віднімання.
Паскаль був одним із найбільших геніїв людства. Він був математиком, фізиком, механіком, винахідником, письменником. Його ім'я носять теореми математики та закони фізики. У фізиці є одиниця виміру тиску Паскаль. В інформатиці його ім'я має одну з найпопулярніших мов програмування.
У 1673 році німецький математик і філософ Готфрід Вільгельм Лейбніц винайшов і виготовив арифмометр, який міг не тільки складати та віднімати числа, а й множити та ділити. Убогість, примітивність перших обчислювальних апаратів не завадила Паскалю та Лейбницю висловити низку цікавих ідей про роль обчислювальної техніки в майбутньому. Лейбніц писав про машини, які працюватимуть не тільки з числами, а й зі словами, поняттями, формулами, могли виконувати логічні операції. Ця ідея більшості сучасників Лейбніца здавалася абсурдом. У 18 столітті погляди Лейбніца були осміяні великим англійським сатириком Дж. Свіфтом, автором відомого роману «Подорожі Гулівера».
Лише у ХХ столітті стала зрозуміла значимість ідей Паскаля і Лейбніца.
Поряд із пристроями для обчислень розвивалися і механізми для АВТОМАТИЧНОЇ РОБОТИ З ЗАДАНОЇ ПРОГРАМИ (музичні автомати, годинник з боєм, ткацькі верстати Жаккарда).
На початку 19 століття англійський математик Чарльз Беббідж, який займався складанням таблиць для навігації, розробив ПРОЕКТ обчислювальної «аналітичної» машини, в основі якого лежав ПРИНЦИП ПРОГРАМНОГО УПРАВЛІННЯ (ППУ). Новаторська думка Беббіджа була підхоплена та розвинена його ученицею Адою Лавлейс, дочкою поета Джорджа Байрона – яка стала першою програмісткою у світі. Проте практична реалізація проекту Беббіджа була неможливою через недостатній розвиток промисловості та техніки.
Основні елементи машини Беббіджа, властиві сучасному комп'ютеру:
- Склад - пристрій, де зберігаються вихідні числа та проміжні результати. У сучасному комп'ютері це пам'ять.
- Фабрика – арифметичний пристрій, у якому здійснюються операції з числами, взяті зі Складу. У сучасному комп'ютері це процесор.
- Блоки введення вихідних даних - пристрій введення.
- Друк результатів – пристрій виводу.
Архітектура машини практично відповідає архітектурі сучасних ЕОМ, а команди, які виконувала аналітична машина, здебільшого включають усі команди процесора.
Цікавим історичним фактом є те, що першу програму для аналітичної машини написав Ада Августа Лавлейс – дочка великого англійського поета Джорджа Байрона. Саме Беббідж заразив її ідеєю створення обчислювальної машини.
Ідея програмування механічних пристроїв за допомогою перфокарти вперше була реалізована у 1804 році у ткацькому верстаті. Вперше застосували їх конструктори ткацьких верстатів. Досяг у цьому справ лондонський ткач Жозеф Марі Жаккард. В 1801 він створив автоматичний ткацький верстат, керований перфокартами.
Нитка піднімалася чи опускалася при кожному ході човника залежно від цього, є отвір чи ні. Поперечна нитка могла обходити кожну подовжню тієї І іншої сторони в залежності від програми на перфокарті, створюючи тим самим вигадливий візерунок з переплетених ниток. Таке плетіння отримало назву «жаккард» і вважається одним із найскладніших і заплутаних плетінь. Такий ткацький верстат, що працює за програмою, був першим масовим промисловим пристроєм і вважається одним із найдосконаліших машин, коли-небудь створених людиною.
Ідея запису програми на перфокарті спала на думку і першій програмістці Аді Августі Лавлейс. Саме вона запропонувала використати перфоровані карти в аналітичній машині Беббіджа. Зокрема, в одному з листів вона писала: «Аналітична машина так само плете алгебраїчні візерунки, як ткацький верстат відтворює кольори та листя».
Герман Холлеріт також використав у своїй машині перфокарти для запису та обробки інформації. Перфокарти використовувалися й у комп'ютерах першого покоління.
До 40-х років ХХ століття обчислювальна техніка представлялася арифмометрами, які з механічних стали електричними, де електромагнітні реле витрачали на множення чисел кілька секунд, які працювали точно за тими ж принципами, як і арифмометри Паскаля і Лейбніца. Крім того, вони були дуже ненадійними, часто ламалися. Цікаво, що одного разу причиною поломки електричного арифмометра виявився метелик, що застряг у реле, англійською «метелик, жук» – bug, звідси з'явилося поняття «жучок» як неполадка в ЕОМ.
Герман Холлерітнародився 29 лютого 1860 року у американському місті Буффало у ній німецьких емігрантів. Герману легко давалися математика та природничі науки, і в 15 років він вступив до Гірської школи при Колумбійському університеті. На здібного юнака звернув увагу професор того ж університету та запросив його після закінчення школи до очолюваного ним національного бюро з перепису населення. Перепис населення проводився кожні десять років. Населення постійно зростало, та її чисельність у США на той час становило близько 50 мільйонів чоловік. Заповнити на кожну людину картку вручну, а потім підрахувати та обробити результати було практично неможливо. Цей процес затягнувся на кілька років майже до наступного перепису. Потрібно було знайти вихід із цієї ситуації. Герману Холлеріту ідею механізувати цей процес підказав доктор Джон Біллінгс, який очолював департамент зведених даних. Він запропонував використати для запису інформації перфокарти. Свою машину Холлеріт назвав табуляторомі в 1887 році він був випробуваний у Балтіморі. Результати виявилися позитивними, і експеримент повторили у Сент-Луїсі. Виграш у часі був майже десятикратним. Уряд США відразу ж уклав з Холлерітом контракт на постачання табуляторів, і вже в 1890 перепис населення пройшов з використанням машин. Обробка результатів зайняла менше двох років і заощадила 5 мільйонів доларів. Система Холлерита не тільки забезпечувала високу швидкість, а й дозволяла порівняти статистичні дані за різними параметрами. Холлерит розробив зручний клавішний перфоратор, що дозволяє пробивати близько 100 отворів за хвилину одночасно на кількох картах, автоматизував процедур подачі та сортування перфокарт. Сортування здійснювало пристрій у вигляді набору ящиків із кришками. Перфокарти просувалися своєрідним конвеєром. З одного боку карти знаходилися штирі на пружинках, з іншого – резервуар з ртуттю. Коли штир потрапляв в отвір на перфокарті, то завдяки ртуті, що знаходиться на іншому боці, замикав електричний ланцюг. Кришка відповідного ящика відчинялася і туди потрапляла перфокарта. Табулятор використовували для перепису населення у кількох країнах.
У 1896 року герма Холлерит снував компанію Tabulating Machine Company (TMC) та її машини застосовувалися всюди – і великих промислових підприємствах й у фірмах. І 1900 року табулятор використовувався для перепису населення. перейменовує фірму IBM (International Business Machines).
4. Покоління ЕОМ (комп'ютерів)
(паралельно оформляємо записи у зошити та таблицю «Покоління ЕОМ (комп'ютерів)»)
| ПОКОЛІННЯ ЕОМ | |||||||
| № | період | Елементна база | Швидко-дія (оп/сек.) | Носії інформації | програми | застосування | Приклади ЕОМ |
| I | |||||||
| II | |||||||
| III | |||||||
| IV | |||||||
| V | |||||||
Iпокоління ЕОМ:У 30-х роках 20-го століття у розвитку фізики стався прорив, докорінний переворот. У обчислювальних машинах стали використовуватися вже не колеса, валики та реле, а вакуумні електронні лампи. Перехід від електромеханічних елементів до електронних одразу збільшив швидкодію машин у сотні разів. Перша діюча ЕОМ була побудована в США в 1945 році, в університеті штату Пенсільванія вченими Еккертом і Моучлі і називалася ЕНІАК. Ця машина була побудована на замовлення міністерства оборони США для ППО, для автоматизації управління. Щоб правильно розрахувати траєкторію та швидкість руху снаряда для ураження повітряної мети, треба було вирішити систему з 6-ти диференціальних рівнянь. Це завдання й мала вирішувати перша ЕОМ. Перша ЕОМ займала два поверхи однієї будівлі, важила 30 тонн і складалася з десятків тисяч електронних ламп, які з'єднувалися проводами, загальна довжина яких складала 10 тисяч кілометрів. Коли ЕОМ ЕНІАК працювала, електрика в містечку відключалася, так багато електрики споживалося цією машиною, електронні лампи швидко перегрівалися і виходили з ладу. Ціла група студентів займалася лише тим, що безперервно шукала і заміняла лампи, що перегоріли.
У СРСР основоположником обчислювальної техніки став Сергій Олексійович Лебедєв, який створив МЕСМ (мала лічильна машина) 1951 (Київ) і БЭСМ (швидко ЕСМ) - 1952 р., Москва.
IIпокоління:У 1948 році американським вченим Волтером Брайттеном був винайдений ТРАНЗИСТОР, напівпровідниковий прилад, який замінив радіолампи. Транзистор був набагато меншим за радіолампу, був більш надійним і споживав набагато менше електрики, він один замінював 40 електронних ламп! Обчислювальні машини стали меншими в розмірах і значно дешевшими, їх швидкодія досягла кількох сотень операцій на секунду. Тепер ЕОМ були розміром з холодильник, їх могли придбати та використати наукові та технічні інститути. Тоді СРСР йшов у ногу з часом і випускав ЕОМ світового рівня БЭСМ-6.
IIIпокоління:Друга половина 20-го століття характеризується бурхливим розвитком науки і техніки, особливо фізики напівпровідників і з 1964 транзистори стали розміщувати на мікросхемах, виконаних на поверхнях кристалів. Це дозволило подолати мільйонний бар'єр у швидкодії.
IVпокоління:Починаючи з 1980 року вчені навчилися одному кристалі розміщувати кілька інтегральних мікросхем, розвиток мікроелектроніки призвело до створення мікропроцесорів. Кристал ІВ менше і тонше контактної лінзи. Швидкодія сучасних ЕОМ обчислюється сотнями мільйонів операцій на секунду.
1977 року з'явився перший ПК (персональний комп'ютер) фірми Apple Macintosh. З 1981 року лідером у виробництві ПК стала фірма IBM (International Business Machine), ця фірма працювала на ринку США ще з 19 століття і випускала різні пристрої для офісів - рахунки, арифмометри ручки і т.д. і зарекомендувала себе як надійна фірма, якій довіряла більшість ділових людей США. Але не тільки тому ПК IBM були набагато популярнішими, ніж ПК Apple Macintosh. ПК Apple Macintosh являли собою "чорну скриньку" для користувача - він не розібрати модернізувати ПК, приєднувати до ПК нові пристрої, а ПК IBM були відкриті для користувача і тим самим дозволяли збирати ПК як дитячий конструктор, тому більшість користувачів вибрали ПК IBM. Хоча ми з вами за слова ЕОМ представляємо саме ПК, але існують завдання, які навіть сучасні ПК вирішити не можуть, з якими можуть впоратися тільки суперЕОМ, швидкодія яких обчислюється мільярдами операцій на секунду.
Наукова школа Лебедєва за своїми результатами успішно суперничала з провідною фірмою США IBM. Серед вчених світу, сучасників Лебедєва, немає людини, яка подібно до неї володіла б таким потужним творчим потенціалом, щоб охопити своєю науковою діяльністю період від створення перших лампових ЕОМ до надшвидкодіючої суперЕОМ. Коли американський вчений Норберт Вінер, якого називають «перший кіберпророк», у 1960 році приїжджав до СРСР, він зазначив «Вони зовсім трохи відстають від нас в апаратурі, зате далеко попереду нас у ТЕОРІЇ автоматизації». На жаль, у 60-х роках наука кібернетика зазнавала гонінь, як «буржуазна лженаука», вчених-кібернетиків садили до в'язниць, через що радянська електроніка стала помітно відставати від зарубіжної. Хоча створювати нові ЕОМ ставало неможливим, заборонити мислити вченим не міг. Тому досі наші російські вчені випереджають світову наукову думку у галузі теорії автоматизації.
p align="justify"> Для розробки програм для ЕОМ створювалися різні мови програмування (алгоритмічні мови). Фортран FORTRAN – FORmula TRANslated – перша мова, створена у 1956 році Дж. Бекусом. У 1961 році з'явився Бейсік BASIC (Beginners All-purpose Simbolic Instartion Code - багатоцільова мова символічних інструкцій для початківців) Т. Куртц, дж. Кемені. У 1971 році професор Цюріхського університету Ніколас Вірт створив мову Паскаль Pascal, який назвав на честь вченого Блеза Паскаля. Створювалися й інші мови: Ада, Алгол, Кобол, Сі, Пролог, Фред, Лого, Лісп та ін. Сі, Сі+ та система програмування Delphi, навіть Бейсік, змінившись запозичив з Паскаля його структурованість та універсальність. Ми з вами в 11-му класі вивчатимемо мову Паскаль і навчимося створювати програми для вирішення завдань з формулами, для обробки тексту, навчимося малювати і створювати малюнки, що рухаються.
Суперкомп'ютери
5. Майбутнє комп'ютерів
- Переваги штучного інтелекту (ІІ):
- Молекулярні комп'ютери
- Біокомп'ютери
- Оптичні комп'ютери
- Квантові комп'ютери
6. Закріплення нових знань
Закріплення нового матеріалу можливе за допомогою тесту в мультимедійній презентації до уроку: розділ «Перевір себе» у кожній частині презентації: «Передісторія комп'ютерів», «Покоління ЕОМ», «Галерея вчених».
Перевірка знань на цю тему можлива за допомогою тестів «Історія обчислювальної техніки» ( Додаток 1) у 4-х варіантах та тест про вчених «Інформатика в особах» ( Додаток 2)
7. Підбиття підсумків уроку
Перевірка заповнених таблиць ( Додаток 3)
8. Домашнє завдання
- лекція у зошиті з презентації, таблиці «Передісторія комп'ютерів», «Покоління ЕОМ»
- підготувати повідомлення про 5-е покоління ЕОМ (майбутнє комп'ютерів)
Створений ними комп'ютер працював у тисячу разів швидше, ніж "Марк-1". Але виявилося, що більшу частину часу цей комп'ютер простоював, адже для завдання методу розрахунків (програми) у цьому комп'ютері доводилося протягом кількох годин або навіть днів під'єднувати потрібним чином дроти. А сам розрахунок після цього міг зайняти лише кілька хвилин або навіть секунд.
Щоб спростити та прискорити процес завдання програм, Моклі та Еккерт стали конструювати новий комп'ютер, який міг би зберігати програму у своїй пам'яті. У 1945 р. до роботи було залучено знаменитого математика Джона фон Неймана, який підготував доповідь про цей комп'ютер. Доповідь була розіслана багатьом ученим і стала широко відома, оскільки в ній фон Нейман ясно і просто сформулював загальні принципи функціонування комп'ютерів, тобто універсальних обчислювальних пристроїв. І досі переважна більшість комп'ютерів зроблено відповідно до тих принципів, які виклав у своїй доповіді у 1945 р. Джон фон Нейман. Перший комп'ютер, у якому було втілено принципи фон Неймана, було побудовано 1949 р. англійським дослідником Морісом Уилксом .
Розробка першої електронної серійної машини UNIVAC (Universal Automatic Computer) розпочато приблизно 1947 р. Еккертом і Мокли, які у грудні цього року заснували фірму ECKERT-MAUCHLI. Перший зразок машини (UNIVAC-1) був побудований для бюро перепису США і пущений в експлуатацію навесні 1951 р. Синхронна, послідовної дії обчислювальна машина UNIVAC-1 створена на базі ЕОМ ENIAC та EDVAC. Працювала вона з тактовою частотою 2.25 МГц та містила близько 5000 електронних ламп. Внутрішній пристрій з ємністю 1000 12-розрядних десяткових чисел було виконано на 100 ртутних лініях затримки.
Незабаром після введення в експлуатацію UNIVAC-1 машини її розробники висунули ідею автоматичного програмування. Вона зводилася до того, щоб машина сама могла готувати таку послідовність команд, яка потрібна на вирішення цього завдання.
Сильним стримуючим чинником у роботі конструкторів ЕОМ початку 1950-х років було швидкодіючої пам'яті. За словами одного з піонерів обчислювальної техніки Д. Еккерта, "архітектура машини визначається пам'яттю". Дослідники зосередили свої зусилля на запам'ятовують властивості феритових кілець, нанизаних на дротяні матриці.
У 1951 р. Дж. Форрестер опублікував статтю застосування магнітних сердечників для зберігання цифрової інформації. У машині "Whirlwind-1" вперше була застосована пам'ять на магнітних сердечниках. Вона являла собою 2 куби 32 х 32 х 17 із сердечниками, які забезпечували зберігання 2048 слів для 16-розрядних двійкових чисел з одним розрядом контролю на парність.
Незабаром у розробку електронних комп'ютерів включається фірма IBM. У 1952 р. вона випустила свій перший промисловий електронний комп'ютер IBM 701, який був синхронною ЕОМ паралельної дії, що містить 4000 електронних ламп і 12 000 германієвих діодів. Удосконалений варіант машини IBM 704 відрізнявся високою швидкістю роботи, в ній використовувалися індексні регістри і дані подавалися у формі з плаваючою комою.
IBM 704
Після ЕОМ IBM 704 була випущена машина IBM 709, яка, в архітектурному плані, наближалася до машин другого та третього поколінь. У цій машині вперше було застосовано непряму адресацію та вперше з'явилися канали введення-виведення.
У 1956 р. фірмою IBM було розроблено плаваючі магнітні головки на повітряній подушці. Винахід їх дозволило створити новий тип пам'яті - дискові пристрої (ЗУ), значимість яких була повною мірою оцінена в наступні десятиліття розвитку обчислювальної техніки. Перші ЗУ на дисках з'явилися у машинах IBM 305 та RAMAC. Остання мала пакет, що складався з 50 металевих дисків з магнітним покриттям, що оберталися зі швидкістю 12 000 об/хв. На поверхні диска розміщувалося 100 доріжок для запису даних, 10 000 знаків кожна.
Слідом за першим серійним комп'ютером UNIVAC-1 фірма Remington-Rand у 1952 р. випустила ЕОМ UNIVAC-1103, яка працювала у 50 разів швидше. Пізніше у комп'ютері UNIVAC-1103 вперше було застосовано програмні переривання.
Співробітники фірми Rernington-Rand використовували форму алгебри запису алгоритмів під назвою «Short Code» (пррвий інтерпретатор, створений в 1949 р. Джоном Моклі). Крім того, необхідно відзначити офіцера ВМФ США та керівника групи програмістів, на той час капітана (надалі єдина у ВМФ жінка-адмірал) Грейс Хоппер, яка розробила першу програму-компілятор. До речі, термін «компілятор» вперше запровадила Г. Хоппер у 1951 р. Ця компілююча програма здійснювала трансляцію машинною мовою всієї програми, записаної у зручній для обробки алгебраїчній формі. Г. Хоппер належить також авторство терміна "баг" у застосуванні до комп'ютерів. Якось через відкрите вікно в лабораторію залетів жук (англійською - bug), який, сівши на контакти, замкнув їх, чим спричинив серйозну несправність у роботі машини. Обгорілий жук був підклеєний до адміністративного журналу, де фіксувалися різні несправності. Так було задокументовано перший баг у комп'ютерах.
Фірма IBM зробила перші кроки в області автоматизації програмування, створивши в 1953 для машини IBM 701 «Систему швидкого кодування». У СРСР А. А. Ляпунов запропонував одну з перших мов програмування. У 1957 р. група під керівництвом Д. Бекуса завершила роботу над популярною першою мовою програмування високого рівня, що отримала назву ФОРТРАН. Мова, реалізована вперше на ЕОМ IBM 704, сприяла розширенню сфери застосування комп'ютерів.
Олексій Андрійович Ляпунов
У Великій Британії в липні 1951 р. на конференції в Манчестерському університеті М. Вілкс представив доповідь «Найкращий метод конструювання автоматичної машини», яка стала піонерською роботою з основ мікропрограмування. Запропонований ним метод проектування пристроїв керування знайшов широке застосування.
Свою ідею мікропрограмування М. Вілкс реалізував у 1957 р. під час створення машини EDSAC-2. М. Вілкс спільно з Д. Віллером та С. Гіллом у 1951 р. написали перший підручник з програмування «Складання програм для електронних рахункових машин».
У 1956 р. фірма Ferranti випустила ЕОМ "Pegasus", в якій вперше знайшла втілення концепція регістрів загального призначення (РОН). З появою РОН було усунуто різницю між індексними регістрами і акумуляторами, й у розпорядженні програміста виявився не один, а кілька регістрів-акумуляторів.
Поява персональних комп'ютерів
Спочатку мікропроцесори використовувалися у різних спеціалізованих пристроях, наприклад, у калькуляторах . Але в 1974 р. кілька фірм оголосили про створення на основі мікропроцесора Intel-8008 персонального комп'ютера, тобто пристрою, що виконує ті ж функції, що і великий комп'ютер, але розрахований на одного користувача. Спочатку 1975 р. з'явився перший комерційно розповсюджуваний персональний комп'ютер "Альтаїр-8800" на основі мікропроцесора Intel-8080. Цей комп'ютер продавався за ціною близько 500 дол. І хоча можливості його були дуже обмежені (оперативна пам'ять становила всього 256 байт, клавіатура та екран були відсутні), його поява була зустрінута з великим ентузіазмом: у перші місяці було продано кілька тисяч комплектів машини. Покупці постачали цей комп'ютер додатковими пристроями: монітором виведення інформації, клавіатурою, блоками розширення пам'яті тощо. буд. Незабаром ці пристрої почали випускатися іншими фірмами. Наприкінці 1975 р. Пол Аллен і Білл Гейтс (майбутні засновники фірми Microsoft) створили для комп'ютера Альтаїр інтерпретатор мови Basic, що дозволило користувачам досить просто спілкуватися з комп'ютером і легко писати для нього програми. Це також сприяло зростанню популярності персональних комп'ютерів.Успіх "Альтаїр-8800" змусив багато фірм також зайнятися виробництвом персональних комп'ютерів. Персональні комп'ютери стали продаватися вже в повній комплектації, з клавіатурою та монітором, попит на них склав десятки, а потім сотні тисяч штук на рік. З'явилося кілька журналів, присвячених персональним комп'ютерам. Зростанню обсягу продажу дуже сприяли численні корисні програми практичного значення. З'явилися і комерційно поширені програми, наприклад програма для редагування текстів WordStar та табличний процесор VisiCalc (1978 і 1979 відповідно). Ці та багато інших програм зробили купівлю персональних комп'ютерів дуже вигідною для бізнесу: з їх допомогою стало можливо виконувати бухгалтерські розрахунки, складати документи і т. д. Використання великих комп'ютерів для цих цілей було занадто дорого.
Наприкінці 1970-х років поширення персональних комп'ютерів навіть призвело до деякого зниження попиту великі комп'ютери і міні-комп'ютери (міні-ЕОМ). Це стало предметом серйозного занепокоєння фірми IBM - провідної компанії з виробництва великих комп'ютерів, і в 1979 р. IBM вирішила спробувати свої сили на ринку персональних комп'ютерів. Однак керівництво фірми недооцінило майбутню важливість цього ринку і розглядало створення персонального комп'ютера лише як дрібний експеримент - щось на кшталт однієї з десятків робіт, що проводилися у фірмі, зі створення нового обладнання. Щоб не витрачати на цей експеримент надто багато грошей, керівництво фірми надало підрозділу, відповідальному за проект, небачену у фірмі свободу. Зокрема, йому було дозволено не конструювати персональний комп'ютер з нуля, а використовувати блоки, виготовлені іншими фірмами. І цей підрозділ сповна використав наданий шанс.
Як основний мікропроцесор комп'ютера був обраний найновіший тоді 16-розрядний мікропроцесор Intel-8088. Його використання дозволило значно збільшити потенційні можливості комп'ютера, так як новий мікропроцесор дозволяв працювати з 1 мегабайтом пам'яті, а всі комп'ютери, що були тоді, були обмежені 64 кілобайтами.
У серпні 1981 р. новий комп'ютер під назвою IBM PC був офіційно представлений публіці, і незабаром після цього він набув великої популярності у користувачів. Через кілька років комп'ютер IBM PC зайняв чільне місце на ринку, витіснивши моделі 8-бітових комп'ютерів.
IBM PC
Секрет популярності IBM PC у цьому, що фірма IBM зробила свій комп'ютер єдиним неразъемным пристроєм і стала захищати його конструкцію патентами. Навпаки, вона зібрала комп'ютер із незалежно виготовлених частин і стала тримати специфікації цих частин 17-ї та способи їх з'єднання у секреті. Навпаки, принципи конструкції IBM PC були доступні всім охочим. Цей підхід, званий принципом відкритої архітектури, забезпечив приголомшливий успіх комп'ютера IBM PC, хоч і позбавив фірму IBM можливості одноосібно користуватися результатами цього успіху. Ось як відкритість архітектури IBM PC вплинула розвиток персональних комп'ютерів.
Перспективність та популярність IBM PC зробила досить привабливим виробництво різних комплектуючих та додаткових пристроїв для IBM PC. Конкуренція між виробниками призвела до здешевлення комплектуючих та пристроїв. Незабаром багато фірм перестали задовольнятися роллю виробників комплектуючих для IBM PC і почали збирати комп'ютери, сумісні з IBM PC. Оскільки цим фірмам не потрібно було нести величезні витрати фірми IBM на дослідження та підтримку структури величезної фірми, вони змогли продавати свої комп'ютери значно дешевше (іноді в 2-3 рази) аналогічних комп'ютерів фірми IBM.
Сумісні з IBM PC комп'ютери спочатку презирливо називали «клонами», але це прізвисько не прижилася, оскільки багато фірм-виробники IBM PC-сумісних комп'ютерів стали реалізовувати технічні досягнення швидше, ніж сама IBM. Користувачі отримали можливість самостійно модернізувати свої комп'ютери та оснащувати їх додатковими пристроями сотень різних виробників.
Персональні комп'ютери майбутнього
Основою комп'ютерів майбутнього стануть не кремнієві транзистори, де передача інформації здійснюється електронами, а оптичні системи. Носієм інформації стануть фотони, оскільки вони легші і швидші за електрони. В результаті комп'ютер стане дешевшим і компактнішим. Але найголовніше, що оптоелектронне обчислення набагато швидше, ніж те, що застосовується сьогодні, тому комп'ютер буде набагато продуктивнішим.ПК буде малий за розмірами і матиме потужність сучасних суперкомп'ютерів. ПК стане сховищем інформації, що охоплює всі аспекти нашого повсякденного життя, він не буде прив'язаний до електричних мереж. Цей ПК буде захищений від злодіїв завдяки біометричному сканеру, який впізнаватиме свого власника за відбитком пальця.
Основним способом спілкування з комп'ютером буде голосове. Настільний комп'ютер перетвориться на «моноблок», вірніше, на гігантський комп'ютерний екран - інтерактивний фотонний дисплей. Клавіатура не знадобиться, оскільки всі дії можна буде робити дотиком пальця. Але для тих, хто віддає перевагу клавіатурі, будь-якої миті на екрані може бути створена віртуальна клавіатура і видалена тоді, коли в ній не буде потреби.
Комп'ютер стане операційною системою будинку, і будинок почне реагувати на потреби господаря, знатиме його переваги (приготувати каву о 7 годині, запустити улюблену музику, записати потрібну телепередачу, відрегулювати температуру та вологість тощо).
Розмір екрана не відіграватиме жодної ролі в комп'ютерах майбутнього. Він може бути більшим, як ваш робочий стіл, або маленьким. Великі варіанти комп'ютерних екранів будуть засновані на рідких кристалах, що збуджуються фотонним способом, які матимуть набагато нижче енергоспоживання ніж сьогоднішні LCD-монітори. Кольори будуть яскравими, а зображення – точними (можливі плазмові дисплеї). Фактично сьогоднішня концепція «роздільна здатність» буде значною мірою атрофована.
Обчислювальні пристрої та пристрої від давнини до наших днів
Основними етапами розвитку обчислювальної техніки є: Ручний – до 17 століття, Механічний – з середини 17 століття, Електромеханічний – з 90-х років 19 століття, Електронний – з 40 років 20 століття.
Ручний період розпочався на зорі людської цивілізації.
У будь-якій діяльності людина завжди вигадувала і створювала найрізноманітніші засоби, пристосування та знаряддя праці з метою розширення своїх можливостей та полегшення праці.
З розвитком торгівлі виникла потреба у рахунку. Багато століть тому для здійснення різних підрахунків людина почала використовувати спочатку власні пальці, потім камінці, палички, вузлики та інше. Але з часом завдання, що стоять перед ним, ускладнювалися, і стало необхідним знаходити способи, винаходити пристосування, які б йому допомогти у вирішенні даних завдань.
Одним з перших пристроїв (V ст. до н. е.), що полегшували обчислення, можна вважати спеціальну дошку, названу згодом абаком (з грец. "Рахункова дошка"). Обчислення на ній проводилися переміщенням кісток або камінчиків у заглибленнях дощок з бронзи, каменю, слонової кістки та ін. У Греції абак існував уже у V столітті до н. е. Одна борозенка відповідала одиницям, інша - десяткам і т. д. Якщо в якійсь борозенці за рахунку набиралося понад 10 камінців, їх знімали і додавали один камінчик до наступного розряду. Римляни вдосконалили абак, перейшовши від борозенок і каменів до мармурових дощок з виточеними жолобками та мармуровими кульками. З його допомогою можна було здійснювати найпростіші математичні операції складання та віднімання.
Китайський різновид абака - суаньпань - з'явився у VI столітті н.е.; Соробан ж - це японський абак, походить від китайського суаньпаня, який був завезений до Японії в XV-XVI століттях. XVI ст. - Створюються російські рахунки із десятковою системою числення. Вони зазнають із століттями значних змін, але ними продовжують користуватися до 80-х 20 століття.
На початку XVII століття шотландський математик Дж. Непер ввів логарифми, що справило революційний вплив на рахунок. Винайдена ним логарифмічна лінійка успішно використовувалася ще п'ятнадцять років тому, понад 360 років прослуживши інженерам. Вона, безперечно, є вінцем обчислювальних інструментів ручного періоду автоматизації.
Розвиток механіки XVII столітті стало причиною створення обчислювальних пристроїв і приладів, використовують механічний метод обчислень. Серед механічних пристроїв виділяють підсумовуючі машини (вміють складати і віднімати), розмножувальний пристрій (множить і ділить), згодом їх об'єднали в одну - арифмометр (вміють виконувати всі 4 арифметичні дії).
У щоденниках геніального італійця Леонардо да Вінчі (1452-1519) вже в наш час було виявлено ряд малюнків, які виявилися ескізним начерком сумирної обчислювальної машини на зубчастих колесах, здатної складати 13-розрядні десяткові числа. У ті далекі від нас роки геніальний вчений був, ймовірно, єдиною на Землі людиною, яка зрозуміла необхідність створення пристроїв для полегшення праці при виконанні обчислень. Однак потреба в цьому була настільки малою (точніше, її не було зовсім!), що лише через сто років після смерті Леонардо да Вінчі знайшовся інший європеєць – німецький вчений Вільгельм Шиккард (1592-1636), який не читав, природно, щоденників великого італійця, який запропонував своє вирішення цього завдання. Причиною, що спонукала Шиккарда розробити лічильну машину для підсумовування та множення шестирозрядних десяткових чисел, було його знайомство з польським астрономом І. Кеплером. Ознайомившись із роботою великого астронома, пов'язаної переважно з обчисленнями, Шиккард загорівся ідеєю допомогти йому у нелегкому праці. У листі на його ім'я, відправленому в 1623 р., він наводить малюнок машини та розповідає, як вона влаштована.
Одним з перших зразків таких механізмів був «лічильник» німецького математика Вільгельма Шиккарда. У 1623 він створив машину, яка стала першим автоматичним калькулятором. Машина Шиккарда вміла складати та віднімати шестизначні числа, сповіщаючи дзвінком про переповнення. На жаль, даних про подальшу долю машини історія не зберегла.
Про винаходи Леонардо да Вінчі та Вільгельма Шиккарда стало відомо лише у наш час. Сучасникам вони були невідомі.
Найвідомішою ж з перших обчислювальних машин стала сумируюча машина Блеза Паскаля, який у 1642 р побудував модель «Паскаліни». лічильної сумуючої машини для восьмизначних чисел. Б.Паскаль почав створювати «Паскаліну» у віці 19 років, спостерігаючи за роботою свого батька, який був збирачем податків та був змушений часто виконувати довгі та стомлюючі розрахунки. І його єдиною метою було допомогти йому у роботі.
У 1673 р. німецький математик Лейбніц створює перший арифмометр, що дозволяє виконувати всі чотири арифметичні операції. "...Моя машина дає можливість здійснювати множення і розподіл над величезними числами миттєво, до того ж не вдаючись до послідовного складання та віднімання", - писав В. Лейбніц одному зі своїх друзів. Про машину Лейбніца було відомо у більшості країн Європи.
Принцип обчислень виявився вдалим, згодом модель неодноразово доопрацьовувалась у різних країнах різними вченими.
І з 1881 р. було організовано серійне виробництво арифмометрів, які використовувалися для практичних обчислень до шістдесятих років XX століття.
Найвідомішою моделлю серійного виробництва був арифмометр Фелікс, російського виробництва, який одержав у 1900р. на міжнародній виставці у Парижі золоту медаль.
Також до механічного періоду відносять теоретичні розробки аналітичної машин Бебиджа, які були реалізовані через відсутність фінансування. Теоретичні розробки відносяться до 1920-1971 років. Аналітична машина повинна була стати першою машиною, що використовує принцип програмного управління і призначалася для обчислення будь-якого алгоритму, введення-виведення планувалося за допомогою перфокарт, працювати вона повинна була на паровому двигуні. Аналітична машина складалася з наступних чотирьох основних частин: блок зберігання вихідних, проміжних та результуючих даних (склад – пам'ять); блок обробки даних (млин – арифметичний пристрій); блок управління послідовністю обчислень (пристрій управління); блок введення вихідних даних та друку результатів (пристрою введення/виведення), що надалі послужило прообразом структури всіх сучасних комп'ютерів. Одночасно з англійським ученим працювала леді Ада Лавлейс (дочка англійського поета Джорджа Байрона). Вона розробила перші програми для машини, заклала багато ідей і ввела ряд понять і термінів, що збереглися до теперішнього часу. Графіню Лавлейс вважають першим програмістом, і на її честь названо мову програмування АДА. Хоча проект не було реалізовано, він отримав широку популярність та високу оцінку вчених. Чарльз Бебідж на ціле століття випередив час.
Далі буде…