Команда
Контакти
Про нас

    Головна сторінка


Історія ЕОМ





Скачати 38.36 Kb.
Дата конвертації29.01.2019
Розмір38.36 Kb.
Типреферат

1. Введення.

Ще не так давно, всього три десятки років тому, ЕОМ являла собою цілий комплекс величезних шаф, які займали кілька великих приміщень. А всього і робила щось, що досить швидко вважала. Потрібна була буйна фантазія журналістів, щоб побачити в цих гігантських арифмометрах «думаючі агрегати, і навіть лякати людей тим, що ЕОМ ось-ось стануть розумніше людини.

Тодішня переоцінка можливостей людини можна зрозуміти. Уявіть собі: на залізницях ще пихкали паровози, ще тільки-тільки з'являлися вертольоти, і на них дивилися як на дивину; ще рідко хто бачив телевізор; ще про ЕОМ знали тільки вузькі фахівці ... і раптом сенсація - машина перекладає з мови на мову! Нехай всього пару коротеньких пропозицій, але ж переводить сама! Було від чого прийти в здивування. До того ж ЕОМ стрімко вдосконалювалася: різко скорочувалися її розміри, вона працювала все швидше і швидше, обростала все новими пристроями, за допомогою яких стала друкувати текст, креслити креслення і навіть малювати картинки. Не дивно, що люди вірили всяким вигадкам щодо нового технічного дива. І коли один дошкульний кібернетик сам склав туманно-загадкові вірші, а потім видав їх за твір машини, то йому повірили.

Що ж говорити про сучасних комп'ютерах, компактних, швидкодіючих, оснащених руками - маніпуляторами, екранами дисплеїв, що друкують, малюють і чертящімі пристроями, аналізаторами образів, звуків, синтезаторами мови і іншими «органами»! На всесвітній виставці в Осаці комп'ютеризовані роботи вже ходили по сходах, переносячи речі з поверху на поверх, грали з листа на фортепіано, розмовляли з відвідувачами. Так і здається, що вони ось-ось зрівняються за своїми здібностями з людиною, а то і перевершать його.

Так комп'ютери багато можуть. Але, звичайно, далеко не все. Перш за все, «розумні» машини здатні ефективно допомогти школяреві в навчанні. Чомусь вважається, що комп'ютери потрібні перш за все на уроках математики, фізики, хімії, тобто при вивченні тих наук, які начебто ближче до техніки, а на уроках російської мови достатньо, мовляв, традиційних «технічних» коштів - дошки, крейди і ганчірки.

Звичайно, мова незмірно складніше будь-якої математичної, хімічної або фізичної системи умовних знаків. Мова охоплює всі без винятку області людських знань, і самі ці знання без нього неможливі. Мова - оформлювач і виразник нашого мислення, а мислення - найскладніше з усього, що тільки відомо нам, у всякому разі до сьогоднішнього дня. Однак комп'ютери все ширше вторгаються в гуманітарні області, і процес цей буде йти наростаючими темпами.

Сімейство комп'ютерів - електронних технічних пристосувань для переробки інформації - досить велике і різноманітне. Є маленькі лічильні пристрої - мікрокалькулятори, які поміщаються в наручних годинниках, кулькових ручках: крихітні кнопки-числа, які потрібно натискати голкою або вістрям олівця, і кілька операцій - чотири дії арифметики, обчислення відсотків, зведення в ступінь, добування кореня. Ось і все - для роботи з мовою можливості замалі.

Комп'ютери побільше - розміром з картку - календар і такі ж плоскі. На них і кнопок ніяких немає, і взагалі немає ніяких рухомих деталей. Все просто надруковано, а цифри індикатора - на рідких кристалах. Дотрагіваешся до друкованих цифр - вони шикуються на індикаторі з кристалів; енергія - від надрукованої смужки - фотоелемента. Таку «машинку» ні зламати, ні розбити не можна, хіба що порвати.

Є калькулятори завбільшки з записну книжку, як книжка середнього формату. Збільшуються їх можливості: апарат виконує цілий набір складних алгебраїчних операцій, у нього з'являється оперативна пам'ять, так що роботу вже можна легко програмувати.

Є навіть моделі кишенькових калькуляторів з зовнішньою пам'яттю - цілий набір феромагнітних платівок, на яких можна записати досить складну програму з великою кількістю вихідних даних. У міру необхідності пластинки вводяться в приймач машинки, вона «ковтає» їх і переробляє інформацію не гірше, ніж перші обчислювальні шафи мастодонти. А адже крихітка - в кишені поміщається!

Так непомітно з простого електронного лічильника виростає справжній комп'ютер з широкими можливостями. І ось вже з'являється настільна ЕОМ з солідною зовнішньою пам'яттю, екраном дисплея і алфавітній клавіатурою. Це вже персональний, індивідуальний комп'ютер, можливостей якого цілком достатньо для роботи з мовою. А зручності - краще не придумаєш: програма записана на невеликій пластінке- діськетке, інформація вводиться прямо з клавіатури, де є цифри і алфавіт (російська або латинський), все, що вам потрібно, висвічується тут же на екрані дисплея. Ніякої мороки ні з перфокартами, ні з перфострічки, ніяких турбот про машинному часу, ніяких очікувань, коли запрацює саме ваша програма і будуть отримані результати - все тут, все під рукою, все на очах.

Є індивідуальні комп'ютери з пам'яттю на компакт-диску. Це невеликий райдужно відсвічує диск розміром з маленьку платівку для програвача, тільки «програється» він не за допомогою голки, а за допомогою лазерного променя. На одному такому диску вміщується стільки інформації, що якщо її надрукувати в книзі, то знадобляться цілі томи. Але якщо можливостей персонального комп'ютера все-таки не вистачає, доводиться звертайтеся до великих ЕОМ. Про історію розвитку і можливості ЕОМ буде сказано нижче.

2.Механіческая рахункові машини

Часто лаври першого конструктора механічного калькулятора помилково віддають відомому математику Блез Паскаль. Насправді достовірно відомо, що німецький астроном і математик Вільгельм Шикард, який за двадцять років до Паскаля в листі своєму другові Йогану Кеплеру в 1623 році писав про машину, яка здатна віднімати, складати, ділити і множити. Але і версія, що саме Шикард є піонером у цій галузі, не вірна: в 1967 році були виявлені невідомі записні книжки Леонардо да Вінчі, який побудував те ж саме, що і Шикард, але більш ніж за 120 років до нього.

Першим механічним рахунковим пристроєм, який існував не на папері, а працювало, була лічильна машина, побудована в 1642 році видатним французьким вченим Блез Паскаль. Механічний «комп'ютер» Паскаля міг складати і віднімати. «Паскаліна» - так називали машину - складалася з набору вертикально встановлених коліс з нанесеними на них цифрами від 0 до 9. При повному обороті колеса воно зчіплюються з сусіднім колесом і повертало його на одну поділку. Число коліс визначало число розрядів - так, два колеса дозволяли рахувати до 99, три - вже до 999, а п'ять коліс робили машину «знає» навіть такі великі числа як 99999. Вважати на «паскалина» було дуже просто.

У 1673 році німецький математик і філософ Готфрід Вільгельм Лейбніц створив механічний рахунковий пристрій, який не тільки складати і віднімати, а й множило і ділило. Машина Лейбніца була складніше «Паскаліни». Числові колеса, тепер уже зубчасті, мали зубці дев'яти різних довжин, і обчислення проводилися за рахунок зчеплення коліс. Саме дещо видозмінені колеса Лейбніца стали основою масових рахункових приладів - арифмометрів, якими широко користувалися не тільки в ХIХ столітті, але і порівняно недавно наші дідусі і бабусі.

Арифмометри отримали дуже широке застосування. На них виконували навіть дуже складні розрахунки, наприклад, розрахунки балістичних таблиць для артилерійських стрільб. Існувала і спеціальна професія - лічильник - людина, що працює з арифмометром, швидко і точно дотримується певну послідовність інструкцій (таку послідовність інструкцій згодом стали називати програмою). Але багато розрахунки проводилися дуже повільно - навіть десятки лічильників повинні були працювати по кілька тижнів і місяців. Причина проста - при таких розрахунках вибір виконуваних дій і запис результатів проводилися людиною, а швидкість його роботи дуже обмежена.

3.Ідеї Беббіджа.

З усіх винахідників минулих століть, які зробили внесок у розвиток обчислювальної техніки, найближче до створення комп'ютера в сучасному поданні підійшов англієць Чарльз Беббідж.

Бажання механізувати обчислення виникло у Беббіджа в зв'язку з невдоволенням, яке він відчував, стикаючись з помилками в математичних таблицях, які використовуються в самих різних областях.

У 1822 р Беббідж побудував пробну модель обчислювального пристрою, назвавши її "різницевої машиною": робота моделі ґрунтувалася на принципі, відомому в математиці як "метод кінцевих різниць". Даний метод дозволяє обчислювати значення многочленів, вживаючи тільки операцію додавання і не виконувати множення і ділення, які значно важче піддаються автоматизації. При цьому передбачалося застосування десяткової системи числення (а не двійковій, як в сучасних комп'ютерах).

Однак "Разностная машина" мала досить обмежені можливості. Репутація Беббіджа як першовідкривача в області автоматичних обчислень завойована в основному завдяки іншому, досконалішого пристрою-Аналітичної машині (до ідеї створення якої він прийшов в 1834 р), що має дивно багато спільного з сучасними комп'ютерами.

Передбачалося, що це буде обчислювальна машина для вирішення широкого кола завдань, здатна виконувати основні операції: додавання, віднімання, множення, ділення. Передбачалося наявність в машині "складу" і "млини" (в сучасних комп'ютерах їм відповідають пам'ять і процесор). Причому планувалося, що працювати вона буде за програмою, що задається за допомогою перфокарт, а результати можна буде видавати на друк (і навіть представляти їх в графічному вигляді) або на перфокарти. Але Беббідж не зміг довести до кінця роботу зі створення Аналітичної машини-вона виявилася занадто складною для техніки того часу.

4.Предисторія виникнення.

Перший в світі ескізний малюнок трінадцатіразрядного десяткового підсумовуючого пристрою на основі коліс з десятьма зубцями належить Леонардо да Вінчі. Він був зроблений в одному з його щоденників (вчений почав вести щоденник ще до відкриття Америки в 1492 р).
У 1623 р через 100 з гаком років після смерті Леонардо да Вінчі німецький учений Вільгельм Шиккард запропонував своє рішення тієї ж задачі на базі шестирозрядна десяткового обчислювача, що складався також із зубчатих коліс, розрахованого на виконання додавання, віднімання, а також табличного множення і ділення. Обидва винаходи були виявлені тільки в наш час і обидва залишилися тільки на папері.
Першим реально здійсненим і став відомим механічним цифровим обчислювальним пристроєм стала "паскалина" великого французького вченого Блеза Паскаля - 6-ти (або 8-ми) розрядний пристрій, на зубчастих колесах, розрахований на підсумовування і віднімання десяткових чисел (1642 г.).
Через 30 років після "Паскаліни" 1673 р з'явився "арифметичний прилад" Готфріда Вільгельма Лейбніца - дванадцятирозрядний десяткове пристрій для виконання арифметичних операцій, включаючи множення і ділення, для чого, на додаток до зубчатих коліс використовувався ступінчастий валик. "Моя машина дає можливість здійснювати множення і ділення над величезними числами миттєво" - з гордістю писав Лейбніц своєму другові.
П рошло ще понад сто років і лише в кінці XYIII століття у Франції були здійснені наступні кроки, що мають принципове значення для подальшого розвитку цифрової обчислювальної техніки - "програмне" за допомогою перфокарт керування ткацьким верстатом, створеним Жозефом Жакар, і технологія обчислень, при ручному рахунку, запропонована Гаспаром де Проні, що розділив чисельні обчислення на три етапи: розробка чисельного методу, складання програми послідовності арифметичних дій, проведення власне обчислень шляхом арифмет чеських операцій над числами відповідно до складеної програми. Ці два нововведення були використані англійцем Чарльзом Беббідж, який здійснив, якісно новий крок в розвитку засобiв цифрової обчислювальної техніки - перехід від ручного до автоматичного виконання обчислень по складеній програмі. Їм був розроблений проект Аналітичної машини - механічної універсальної цифрової обчислювальної машини з програмним керуванням (1830-1846 рр.). Машина включала п'ять пристроїв - арифметичне АУ, запам'ятовуючий ЗУ, управління, введення, виведення (як і перші ЕОМ з'явилися 100 років тому). АУ будувалося на основі зубчастих коліс, на них же пропонувалося реалізувати ЗУ (на 1000 50-розрядних чисел!). Для введення даних і програми використовувалися перфокарти. Передбачувана швидкість обчислень - додавання і віднімання за 1 сек, множення і ділення - за 1 хв. Крім арифметичних операцій була команда умовного переходу.
Програми для вирішення завдань на машині Беббіджа, а також опис принципів її роботи, були складені Адою Августою Лавлейс - дочкою Байрона.
Були створені окремі вузли машини. Всю машину через її громіздкість створити не вдалося. Тільки зубчастих коліс для неї знадобилося б понад 50.000. Змусити таку махину працювати можна було тільки за допомогою парової машини, що і намічав Беббидж, але вона виявилася занадто складною для техніки того часу.

Після цих спроб розвиток ЕОМ, з конструкторської точки зору, аж до кінця 30 - х років минулого століття.

3.Електромеханіческіе рахункові машини

Перша рахункова машина, що використовує електричне реле, була сконструйована в 1888 році американець німецького походження Германом Холлеритом і вже в 1890 р застосовувалася при перепису населення. В якості носія інформації застосовувалися перфокарти. Вони були настільки вдалими, що без змін проіснувала до наших днів.

У 1938 р Конрад Цузе закінчує свій перший комп'ютер Z1 c механічними модулями пам'яті. Незважаючи на те що Z1 працював через два рази на третій, Конрад отримує державну підтримку, і вже наступну модель, Z2, він робить через рік на гроші Третього рейху. Цузе вже зібрався було перейти до Z3, але тут німецький уряд раптово згадує, що цей, без сумніву, тлумачний хлопець ще не був в армії, і Цузе відправляється служити. Демобілізувавшись в 1941 р, впертий Цузе закінчує Z3, який вважається найбільш передовою розробкою того часу, але пробити додаткового фінансування натхненного успіхами інженеру не вдається (Німеччина вже воює з Радянським Союзом і, здавалося б, так близька до перемоги, що обійдеться покудова і без комп'ютерів) .Поки істинний арієць Цузе драїв підлоги в казармі, американець болгарських кровей Джон Атанасов побудував прототип електронного комп'ютера, заснованого на бінарної арифметики. Комп'ютер назвали просто - ABC, але запатентувати не спромоглися, про що потім шкодували.

В опублікованій в 1950 році статті Алан Тьюринг передбачав, що коли-небудь з'являться комп'ютери, здатні імітувати людський розум. Там же він описав так званий тест Тьюринга, де пропонував вважати розумною всяку машину, яка зуміє так вдало прикинутися людиною, відповідаючи на серію заданих їй питань, що запитувач не зможе визначити, хто йому відповідає, людина або комп'ютер. Як класифікувати зворотну ситуацію, коли запитувач помилково називає людини комп'ютером, Тьюринг, на жаль, чітко не відповів.

У 1963 році, грунтуючись на складних ідеях Тьюринга і простої людської дурості, Джозеф Вайценбаум пише програму Eliza, яка проходить тест Тьюринга, знайшовши собі сестру по розуму: при тестуванні Eliza обдурила одну з не в міру мудрих співробітниць Вайценбаума. Старий як світ секрет Eliza полягав, головним чином, в умінні вчасно відповідати питанням на питання.

А першою електронною обчислювальною машиною прийнято вважати машину ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer - електронний цифровий інтегратор і обчислювач), розроблену під керівництвом Джона Моучлі і Джона Екера в Пенсильванському університеті в США. ENIAC містив 17000 електронних ламп, 7200 кристалічних діодів, 4100 магнітних елементів і займав площу в 300 кв. метром. Він в 1000 разів перевершував по швидкодії релейні обчислювальні машини і був побудований в 1945 р

Комп'ютери 40-х і 50-х років були доступні тільки великим компаніям і установам, так як вони коштували дуже дорого і займали кілька великих залів.

5.Машіни Фон-Неймановская типу.

В основу побудови переважної більшості ЕОМ покладені наступні загальні принципи, сформульовані в 1945 році американським вченим угорського походження ДЖОНОМ фон Нейманом.

Перш за все, комп'ютер повинен мати наступні пристрої:

· Арифметическо-логічний пристрій, що виконують арифметичні і логічні операції;

· Пристрій управління, яке організовує процес виконання програм;

· Оперативна пам'ять, або пам'ять для зберігання програм і даних;

· Зовнішні пристрої для введення-виведення інформації.

В основі роботи комп'ютера лежать наступні принципи:

· Принцип двійкового кодування. Згідно з цим принципом, вся інформація, яка надходить в ЕОМ, кодується за допомогою двійкових сигналів.

· Принцип програмного управління. З нього випливає, що програма складається з набору команд, які виконуються процесором автоматично один за одним в певній послідовності.

· Принцип однорідності пам'яті. Програми та дані зберігаються в одній і тій же пам'яті. Тому ЕОМ не розрізняє, що зберігається в даній комірці пам'яті - число, текст або команда. Над командами можна виконувати такі ж дії, як і над даними.

· Принцип адресності. Структурно основна пам'ять складається з пронумерованих осередків; процесору в довільний момент часу доступна будь-яка осередок.

Машини, побудовані на цих принципах, називаються Фон-Неймановская.

6.Розвиток ЕОМ в СРСР

Розвиток ЕОМ в СРСР пов'язане з ім'ям Сергія Олександровича Лебедева.В перші повоєнні роки Сергій Олександрович Лебедєв був директором Інституту електротехніки АН України і за сумісництвом керував лабораторією Інституту точної механіки та обчислювальної техніки АН СРСР. У цих наукових організаціях і була почата розробка перших діючих ЕОМ. Нашим вченим було відомо про створення в США машини ENIAC - першої в світі ЕОМ з електронними лампами в якості елементної бази і автоматичним програмним управлінням. В 1948-49 років в Англії з'явилися обчислювальні машини з збереженими в пам'яті програмами. Відомості про розробки на Заході надходили уривчасті, і, природно, документація по перших ЕОМ була недоступна нашим фахівцям.

Лебедєв почав роботу над своєю машиною в кінці 1948 року. Розробка велася під Києвом, в секретній лабораторії в містечку Феофанія. Незалежно від Джона фон Неймана Лебедєв висунув, обгрунтував і реалізував в першій радянській машині принципи побудови ЕОМ з зберiгається в пам'ятi. Мала електронна лічильна машина (МЕСМ) - так називалося дітище Лебедєва і співробітників його лабораторії - займала ціле крило двоповерхової будівлі і складалася з 6 тисяч електронних ламп. Її проектування, монтаж і налагодження були виконані в рекордно швидкий термін - за 2 роки, силами лише 12 наукових співробітників і 15 техніків. Ті, хто створював перші обчислювальні машини, були одержимі своєю роботою, і це цілком зрозуміло. Незважаючи на те, що МЕСМ по суті була лише макетом діючої машини, вона відразу знайшла своїх користувачів: до першої ЕОМ стояла черга київських та московських математиків, завдання яких вимагали використання швидкодіючого обчислювача.

У своїй першій машині Лебедєв реалізував основоположні принципи побудови комп'ютерів, такі як:

· Наявність арифметичних пристроїв, пам'яті, пристроїв введення / виводу і управління;

· Кодування і зберігання програми в пам'яті, подібно числах;

· Двійкова система числення для кодування чисел і команд;

· Автоматичне виконання обчислень на основі збереженої програми;

· Наявність як арифметичних, так і логічних операцій;

· Ієрархічний принцип побудови пам'яті;

· Використання чисельних методів для реалізації обчислень.

Після Малої електронної машини була створена і перша Велика - БЕСМ-1, над якою С.І. Лебедєв працював вже в Москві, в ІТМ і ВТ АН СРСР. У 1953 році, після здачі нової ЕОМ в експлуатацію, її творець став дійсним членом АН СРСР і директором інституту, який був у той час осередком наукової думки в області обчислювальної техніки.

Одночасно з ІТМ і ВТ і конкуруючи з ним, розробкою ЕОМ займалося недавно сформований СКБ-245 зі своєю ЕОМ "Стріла". Між цими двома організаціями йшла боротьба за ресурси, причому промислове СКБ-245, що знаходилося у відомстві Міністерства машинобудування і приладобудування, часто отримувало пріоритет по відношенню до академічного ІТМіВТ. Тільки на "Стрілу", зокрема, були виділені потенціалоскопи для побудови пристрою, що запам'ятовує, а розробникам БЕСМ довелося задовольнятися пам'яттю на ртутних трубках, що серйозно вплинуло на початкову продуктивність машини.

БЕСМ і "Стріла" склали парк створеного в 1955 році Обчислювального центру АН СРСР, на який відразу лягла дуже велике навантаження. Потреба в надшвидких (на ті часи) розрахунках відчували математики, вчені-термоядерщікі, перші розробники ракетної техніки і багато інших. Коли в 1954 році оперативна пам'ять БЕСМ була укомплектована удосконаленої елементної базою, швидкодія машини (до 8 тисяч операцій в секунду) виявилося на рівні кращих американських ЕОМ і найвищим в Європі. Доповідь Лебедєва про БЕСМ в 1956 році на конференції в західнонімецькому місті Дармштадті викликав справжній фурор, оскільки маловідома радянська машина виявилася кращою європейською ЕОМ. У 1958 році БЕСМ, тепер уже БЕСМ-2, в якій пам'ять на потенціалоскопах була замінена ЗУ на феритових сердечниках і розширений набір команд, була підготовлена ​​до серійного виробництва на одному із заводів в Казані. Так починалася історія промислового випуску ЕОМ в Радянському Союзі.

МЕСМ, "Стріла" і перші машини серії БЕСМ - це обчислювальна техніка першого покоління. Елементна база перших обчислювальних машин - електронні лампи - визначала їх великі габарити, значне енергоспоживання, низьку надійність і, як наслідок, невеликі обсяги виробництва і вузьке коло користувачів, головним чином, зі світу науки. У таких машинах практично не було коштів суміщення операцій виконуваної програми і розпаралелювання роботи різних пристроїв; команди виконувалися одна за одною, АЛУ простоювало в процесі обміну даними з зовнішніми пристроями, набір яких був дуже обмеженим. Об'єм оперативної пам'яті БЕСМ-2, наприклад, становив 2048 39-розрядних слів, в якості зовнішньої пам'яті використовувалися магнітні барабани і накопичувачі на магнітній стрічці.

Більш продуктивною була наступна розробка Лебедєва - ЕОМ М-20, серійний випуск якої почався в 1959 році. Число 20 в назві означає швидкодія - 20 тисяч операцій в секунду, обсяг оперативної пам'яті в два рази перевищував ОП БЕСМ, передбачалося також деякий суміщення виконуваних команд. У той час це була одна з найпотужніших машин в світі, і на ній вирішувалося більшість найважливіших теоретичних і прикладних задач науки і техніки.

Дуже трудомістким і малоефективним був процес спілкування людини з машиною першого покоління. Як правило, сам розробник, який написав програму в машинних кодах, вводив її в пам'ять ЕОМ за допомогою перфокарт і потім вручну керував її виконанням. Електронний монстр на певний час віддавався в безроздільне користування програмісту, і від рівня його майстерності, здатності швидко знаходити і виправляти помилки і вміння орієнтуватися за пультом ЕОМ багато в чому залежала ефективність рішення обчислювальної задачі. Орієнтація на ручне управління визначала відсутність яких би то не було можливостей буферизації програм.

Треба відзначити, що перші кроки до створення основ системного програмного забезпечення Лебедєв зробив в машині М20, де були реалізовані можливості написання програм в мнемокодах. І це значно розширило коло фахівців, які змогли скористатися перевагами обчислювальної техніки.

  1. Комп'ютери зі збереженою у пам'яті програмою.

Щоб спростити і прискорити процес завдання програм, Мочлі і Екерт стали конструювати новий комп'ютер, який міг би зберігати програму у своїй пам'яті. У 1945 р до роботи був залучений знаменитий математик Джон фон Нейман, який підготував доповідь про цей комп'ютер. Доповідь була розіслана багатьом вченим і отримав широку популярність, оскільки в ньому фон Нейман ясно і просто сформулював загальні принципи функціонування комп'ютерів, тобто універсальних обчислювальних пристроїв. І до сих пір переважна більшість комп'ютерів зроблена відповідно до тих принципів, які виклав у своїй доповіді в 1945 р Джон фон Нейман. Перший комп'ютер, в якому були втілені принципи фон Неймана, був побудований в 1949 р англійським дослідником Морісом Уилксом. Ми розглянемо про принципи фон Неймана нижче.

8.Розвиток елементної бази комп'ютерів.

У 40-х і 50-х роках комп'ютери створювалися на основі електронних ламп. Тому комп'ютери були дуже великими (вони займали величезні зали), дорогими і ненадійними - адже електронні лампи, як і звичайні лампочки, часто перегорають. Але в 1948 році були винайдені транзистори - мініатюрні і недорогі електронні прилади, які змогли замінити електронні лампи. Це призвело до зменшення розмірів комп'ютерів в сотні разів і підвищення їх надійності. Перші комп'ютери на основі транзисторів з'явилися в кінці 50-х років, а до середини 60-х років були створені і значно більш компактні зовнішні пристрої для комп'ютерів, що дозволило фірмі Digital Equipment випустити в 1965 р перший міні-комп'ютер PDP-8 розміром з холодильник і вартістю всього 20 тис. дол. (Комп'ютери 40-х і 50-х років зазвичай коштували мільйони дол.).

Після появи транзисторів найбільш трудомісткою операцією при виробництві комп'ютерів було з'єднання і спайка транзисторів для створення електронних схем. Але в 1959 р Роберт Нойс (майбутній засновник фірми Intel) винайшов спосіб, що дозволяє створювати на одній пластині кремнію транзистори і всі необхідні з'єднання між ними. Отримані електронні схеми стали називатися інтегральними схемами, або чіпами. У 1968 р фірма Burroughs випустила перший комп'ютер на інтегральних схемах, а в 1970 р фірма Intel почала продавати інтегральні схеми пам'яті. Надалі кількість транзисторів, що вдавалося розмістити на одиницю площі інтегральної схеми, збільшувалася приблизно вдвічі щороку, що і забезпечує постійне зменшення вартості комп'ютерів і підвищення швидкодії.

9.Компьютери з зберiгається в пам'ятi.

Щоб спростити і прискорити процес завдання програм, Мочлі і Екерт стали конструювати новий комп'ютер, який міг би зберігати програму у своїй пам'яті. У 1945 р до роботи був залучений знаменитий математик Джон фон Нейман, який підготував доповідь про цей комп'ютер. Доповідь була розіслана багатьом вченим і отримав широку популярність, оскільки в ньому фон Нейман ясно і просто сформулював загальні принципи функціонування комп'ютерів, тобто універсальних обчислювальних пристроїв. І до сих пір переважна більшість комп'ютерів зроблена відповідно до тих принципів, які виклав у своїй доповіді в 1945 р Джон фон Нейман. Перший комп'ютер, в якому були втілені принципи фон Неймана, був побудований в 1949 р англійським дослідником Морісом Уилксом. Ми розглянемо про принципи фон Неймана нижче.

10. Поява персональних комп'ютерів.

Спочатку мікропроцесори використовувалися в різних спеціалізованих пристроях, наприклад, в 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 розрахованого на одного користувача. У початку 1975 року 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 складала всього 256 байт, клавіатура і екран були відсутні), його поява була зустрінута з великим ентузіазмом: у перші ж місяці було продано кілька тисяч комплектів машини. Покупці постачали цей комп'ютер додатковими пристроями: монітором для виведення інформації, клавіатурою, блоками розширення пам'яті і т.д. Незабаром ці пристрої почали випускатися іншими фірмами. В кінці 1975 г. 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 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 і монітором, попит на них склав десятки, а потім і сотні тисяч штук на рік. З'явилося кілька журналів, присвячених персональним комп'ютерам. Зростанню обсягів продажу дуже сприяли численні корисні програми, розроблені для ділових застосувань. З'явилися і комерційно поширювані програми, наприклад, програма для редагування текстів WordStar і табличний процесор VisiCalc (відповідно 1978 і 1979 рр.). Ці (і багато інших) програми зробили покупку персональних комп'ютерів досить вигідним для бізнесу: з їх допомогою стало можливо виконувати бухгалтерські розрахунки, складати документи і т.д. Використання ж великих комп'ютерів для цих цілей було занадто дорого.

11. Поява IBM PC.

В кінці 70-х років поширення персональних комп'ютерів навіть призвело до деякого зниження попиту на великі комп'ютери і міні-комп'ютери (міні-ЕОМ). Це стало предметом серйозного занепокоєння фірми IBM (International Business Machines Corporation) - провідної компанії по виробництву великих комп'ютерів, і в 1979 р фірма IBM вирішила спробувати свої сили на ринку персональних комп'ютерів. Однак керівництво фірми недооцінило майбутню важливість цього ринку і розглядало створення персонального комп'ютера усього лише як дрібний експеримент - щось подібне до однієї з десятків що проводилися у фірмі робіт зі створення нового обладнання. Щоб не витрачати на цей експеримент занадто багато грошей, керівництво фірми надало підрозділу, відповідальному за даний проект, небачену у фірмі волю. Зокрема, йому було дозволено не конструювати персональний комп'ютер «з нуля», а використовувати блоки, виготовлені іншими фірмами. І цей підрозділ сповна використовував наданий шанс.

Перш за все, в якості основного мікропроцесора комп'ютера був обраний новітній тоді 16-розрядний мікропроцесор Intel-8088. Його використання дозволило значно збільшити потенційні можливості комп'ютера, тому що новий мікропроцесор дозволяв працювати з 1 Мбайт пам'яті, а все були тоді комп'ютери були обмежені 64 Кбайтами. У комп'ютері були використані й 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 стали презирливо називали «клонами», але ця кличка не прижилася, так як багато фірм-виробники IBM PC-сумісних комп'ютерів стали реалізовувати технічні досягнення швидше, ніж сама IBM. 3. Користувачі отримали можливість самостійно модернізувати свої комп'ютери і оснащувати їх додатковими пристроями сотень різних виробників.

Все це призвело до здешевлення IBM PC-сумісних комп'ютерів і стрімкого поліпшення їх характеристик, а значить, до зростання їх популярності. Інші комплектуючі різних фірм, а його програмне забезпечення було доручено розробити невеликій фірмі Microsoft.

В серпні 1981 року новий комп'ютер під назвою IBM PC (читається - Ай-Бі-Ем Пі-Сі) був офіційно представлений публіці і незабаром після цього він придбав велику популярність у користувачів. Через один - два роки комп'ютер IBM PC зайняв провідне місце на ринку, витіснивши моделі 8-бітових комп'ютерів.

12. Відкрита архітектура і поява клонів.

Якби IBM PC був зроблений так само, як інші існували під час його появи комп'ютери, він би застарів через два-три роки, і ми давно б уже про нього забули. Дійсно, хто зараз пам'ятає про найчудовіших моделях телевізорів, телефонів або навіть автомобілів п'ятнадцятирічної давності!

Однак з комп'ютерами IBM PC вийшло по-іншому. Фірма IBM не зробила свій комп'ютер єдиним нероз'ємним пристроєм і не стала захищати його конструкцію патентами. Навпаки, вона зібрала комп'ютер з незалежно виготовлених частин і не стала тримати специфікації цих частин і способи їх з'єднання в секреті. Навпаки, принципи конструкції IBM PC були доступні всім бажаючим. Цей підхід, званий принципом відкритої архітектури, забезпечив приголомшливий успіх комп'ютера IBM PC, хоча і позбавив фірму IBM можливості одноосібно користуватися плодами цього успіху. Ось як відкритість архітектури IBM PC вплинула на розвиток персональних комп'ютерів:

1. Перспективність і популярність IBM PC зробила вельми привабливим виробництво різних комплектуючих і додаткових пристроїв для IBM PC. Конкуренція між виробниками призвела до здешевлення комплектуючих і пристроїв.

2. Дуже скоро багато фірм перестали задовольнятися роллю виробників комплектуючих для IBM PC і почали самі збирати комп'ютери, сумісні з IBM PC. Оскільки цим фірмам не було потрібно нести величезні витрати фірми IBM на дослідження і 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 стали презирливо називали «клонами», але ця кличка не прижилася, так як багато фірм-виробники IBM PC-сумісних комп'ютерів стали реалізовувати технічні досягнення швидше, ніж сама IBM. 3. Користувачі отримали можливість самостійно модернізувати свої комп'ютери і оснащувати їх додатковими пристроями сотень різних виробників.

Все це призвело до здешевлення IBM PC-сумісних комп'ютерів і стрімкого поліпшення їх характеристик, а значить, до зростання їх популярності.

Висновок.

Замість висновку, я приведу тут цитату одного з відомих радянських вчених, який пояснив необхідність розвитку комп'ютерів.

"Навряд чи можна сумніватися, що в майбутньому все більш і більш значна частина закономірностей оточуючого нас світу буде пізнаватися, і використовуватися автоматичними помічниками людини. Але настільки ж, безсумнівно, і те, що всі найбільш важливе в процесах мислення і пізнання завжди буде долею людини . Справедливість цього висновку обумовлена ​​історично.
... Людство не являє собою просту суму людей. Інтелектуальна і фізична міць людства визначається не тільки сумою людських м'язів і мозку, але і всіма створеними ним матеріальними і духовними цінностями. У цьому сенсі ніяка машина і ніяка сукупність машин, будучи, в кінцевому рахунку продуктом колективної діяльності людей, не можуть бути "розумнішими" людства в цілому, бо при такому порівнянні на одну чашу терезів кладеться машина, а на іншу - все людство разом з створеної їм технікою, що включає, зрозуміло, і розглянуту машину.
Слід зазначити також, що людині історично завжди буде належати остаточна оцінка інтелектуальних, так само як і матеріальних цінностей, в тому числі і тих цінностей, які створюються машинами, так що і в цьому сенсі машина ніколи не зможе перевершити людини.
Таким чином, можна зробити висновок, що в чисто інформаційному плані кібернетичні машини не тільки можуть, а й обов'язково повинні перевершити людини, а в ряді поки ще відносно вузьких областей вони роблять це вже сьогодні. Але в плані соціально-історичному ці машини є і завжди залишаться не більше ніж помічниками і знаряддями людини ". (В.М. Глушков. Мислення і кібернетика // Вопр. Философии. -" - 1963. № 1).
Що стосується мікроелектроніки, то слід сказати, що розміри електронних компонентів в даний час наближаються до межі - 0,05 мікрона.
Проте, істотно нових і ефективних елементів ще не з'явилося, а значить, для терміна "інетеллектроніка" можливе довге життя.
Як говорилося вище, розвиток цифрового ВТ останні десятиліття йде, в першу чергу, шляхом нарощування в ЕОМ вбудованого штучного інтелекту. Комп'ютери, що одержали свою назву від початкового призначення - автоматизації обчислень, одержали другу, дуже важливе призначення стали незамінними помічниками людини в його інтелектуальної діяльності.
Інтелектуалізація засобів аналогової техніки не відбулася, і це поряд з невисокою точністю обчислень, призвело до її поразки у змаганні з цифровою ті хнікой. Буде воно тимчасовим або остаточним - покаже час.

джерела:

1. Апокін І.А.Развітіе обчислювальних машин

2. Internet: http://www.computerra.ru/offline/2000/341/3055/

3. Нариси історії радянської обчислювальної техніки - http://www.osp.ru/os/1999/01/69.htm

4. Фігурне В.Е. IBM-PC для користувача. Видання 7. Короткий курс. М. - вид. BHV один тисяча дев'ятсот дев'яносто дев'ять.

5. Левін А., Самовчитель роботи на комп'ютері., М. Изд. KnowLedge, 1999 г.

6. Трейзер Р., коротка історія розвитку ЕОМ, Microsoft Press. 1996 р

7. «Дві подорожі з комп'ютером.» М. изд. «Світ» 1986 р

8 Джородейн Р. Довідник програміста персональних комп'ютерів типу IBM PC: пров. з англ. Н, В. Гайского. - М. Фінанси і статистика, 1996.