|
Коли говорять про технічний прогрес в області електронних обчислювальних машин, то зазвичай виділяють п'ять етапів, які розглядають у взаємозв'язку з відомому на кожному з них елементної базою: електронні лампи, напівпровідникові (дискретні) діоди і транзистори, інтегральні мікросхеми різного ступеня інтеграції.
Перші ЕОМ, виготовлені з використанням електронних ламп 1-е покоління ЕОМ, були створені виключно для виконання об'ємних науково-технічних розрахунків. Ці установки мали гігантські за сьогоднішніми масштабами розміри, відрізнялися великим енергоспоживанням, вимагали високих капітальних і експлуатаційних витрат. Наприклад, перша в світі ЕОМ «ЕНІАК» створена в 1945 р вченими Пенсільванського університету (США), важила 30 т, містила 18000 електронних ламп і коштувала майже 2,8 мільйона доларів за цінами того часу. При цьому вона виконувала близько 5000 операцій додавання або приблизно 360 операцій множення в секунду.
Освоєння і промисловий випуск напівпровідникових приладів забезпечили заміну «громіздких і гарячих» електронних ламп «мініатюрними і теплими» транзисторами. Це призвело до створення обчислювальних пристроїв, що характеризуються більш високими швидкодією, надійністю і функціональними можливостями при менших габаритах, вартості та експлуатаційних витратах 2-е покоління.
Принцип програмної сумісності і технологія інтегральних схем поклали початок третього етапу розвитку ЕОМ. Для машин 3-го покоління характерно не тільки поліпшення габаритно-вартісних показників, а й модульний принцип організації технічних і програмних засобів, що забезпечив можливість складати пристосовану для відповідного конкретного призначення конфігурацію ЕОМ. Машини 3-го покоління обробляють не тільки числа, а й слова, тексти, т. Е. Оперують буквено-цифровою інформацією. Змінилася і форма спілкування людини з машиною. Користувачі отримали доступ до ЕОМ. Машина через виносний термінал «сама прийшла» до людини в його службове приміщення. Спіраль розвитку обчислювальної техніки і її використання людиною завершила черговий виток.
Четверте покоління ЕОМ служить ще одним прикладом переходу кількості в якість. При їх створенні ніби не сталося нічого особливого. Просто інтеграція електронних схем підвищилася настільки, що стало технічно можливим зосередити значну кількість функціональних пристроїв в одній великій інтегральній схемі (БІС) і, таким чином, виготовити за цією технологією великі (за функціональними можливостями) блоки або всю ЕОМ в цілому.
Але поява БІС - це не тільки створення більш досконалої елементної бази ЕОМ. Воно створило передумови для якісної зміни обчислювальної техніки. Застосування БІС призвело до нових уявлень про функціональні можливості елементів і вузлів ЕОМ. Розробка (1969 р, Intel, США) і промислове освоєння мікропроцесорів (МП) забезпечили широкі можливості для децентралізації обчислювальної потужності і вбудовування обчислювальних засобів в обладнання та прилади.
У 1812 році англійський математик і економіст Чарльз Беббідж почав роботу над створенням, так званої «разностной» машини, яка, за його задумам, повинна була не просто виконувати арифметичні дії, а проводити обчислення за програмою, яка задає певну функцію. В якості основного елемента своєї машини Беббідж взяв зубчасте колесо для запам'ятовування одного розряду числа (всього таких коліс було 18). До 1822 році вчений побудував невелику діючу модель і розрахував на ній таблицю квадратів.
У 1834 році Беббідж приступив до створення «аналітичної» машини. Його проект містив понад 2000 креслень різних вузлів. Машина Беббіджа передбачалася як чисто механічний пристрій з паровим приводом. Вона складалася з сховища для чисел ( «склад»), пристрої для виробництва арифметичних дій над числами (Беббідж назвав його «фабрикою») і пристрої, керуючого операціями машини в потрібній послідовності, включаючи перенесення чисел з одного місця в інше; були передбачені кошти для введення і виведення чисел. Беббідж працював над створенням своєї машини до кінця свого життя (він помер в 1871 році), встигнувши зробити лише деякі вузли своєї машини, яка виявилася занадто складною для того рівня розвитку техніки .. За сприяння Беббіджа Ада Лавлейс становила перші програми для вирішення систем двох лінійних рівнянь і для обчислення чисел Бернуллі. Леді Лавлейс стала першою в світі жінкою-програмістом.
Після Беббіджа значний внесок в розвиток техніки автоматизації рахунку вніс американський винахідник Г. Холлерит, який в 1890 році вперше побудував ручної перфоратор для нанесення цифрових даних на перфокарти і ввів механічну сортування для розкладки цих перфокарт в залежності від місця пробиваючи. Їм була побудована машина - табулятор, яка промацували отвори на перфокартах, сприймала їх як відповідні числа і підраховувала їх. Табулятори Холлерита були використані при перепису населення в США, Австрії, Канаді, Норвегії та в ін. Країнах. Вони ж використовувалися при першій Всеросійської перепису населення в 1897 році, причому Холлерит приїжджав до Росії для організації цієї роботи. У 1896 році Холлерит заснував всесвітньо відому фірму ComputerTabulatingRecording, що спеціалізується на випуску лічильно-перфораційних машин і перфокарт. Надалі фірма була перетворена в фірму InternationalBusinessMachines (IBM), що стала зараз передовим розробником комп'ютерів.
Новий інструмент - ЕОМ - служить людині поки лише трохи більше півстоліття. ЕОМ - одне з найбільших винаходів середини XX століття, що змінили людське життя в багатьох її проявах. Обчислювальна техніка перетворилася в один з важелів забезпечують розвиток і досягнення науково-технічного прогресу. Першим творцем автоматичної обчислювальної машини вважається німецький вчений К. Цузе. Роботи їм розпочаті в 1933 році, а в 1936 році він побудував модель механічної обчислювальної машини, в якій використовувалася двійкова система числення, форма представлення чисел з «плаваючою» коми, триадресну система програмування і перфокарти.Незавісімо від Цузе побудовою релейних автоматичних обчислювальних машин займалися в США Д. Штібітц і Г. Айкен.
Д. Штібітц, тоді працював у фірмі Bell, зібрав на телефонних реле перші підсумовують схеми. У 1940 році разом з С. Вільямсом Штібітц побудував «обчислювач комплексних чисел», або релейний інтерпретатор, який надалі став відомий як спеціалізований релейний комп'ютер «Bell-модель 1» .Останній з них розроблена Штібітцем в 1946 році (модель V) - це був комп'ютер загального призначення, що містить 9000 реле і займає площу майже 90 м2, вага пристрою становила 10 т.
У 1942 році професор електротехнічної школи Мура Пенсільванського університету Д. Маучли представив проект «Використання швидкодіючих електронних пристроїв для обчислень», що поклав початок створенню першої електронної обчислювальної машини ENIAC. Близько року проект пролежав без руху, поки їм не зацікавилася Балістична дослідницька лабораторія армії США. У 1943 році під керівництвом Д. Маучли і Д. Еккерта були розпочаті роботи зі створення ENIAC, демонстрація відбулася 15 лютого 1946 року. Нова машина мала «вражаючі» параметри: 18000 електронних ламп, площа 90 × 15 м2, важила 30 т і споживала 150 кВт. ENIAC працювала з тактовою частотою 100 кГц і виконувала складання за 0,2 мс, а множення - за 2,8 мс, що було на три порядки швидше, ніж це могли робити релейні машини. За своєю структурою ЕОМ ENIAC нагадувала механічні обчислювальні машини.
Довгий час вважалося, що ENIAC єдиний електронний комп'ютер, але в 1975 році Великобританія повідомила про те, що вже з грудня 1945 року в державному інституті Блетчлі-Парк працював перший програмований ЕОМ «Колос», але для правильної оцінки комп'ютера Англія не надала багато даних.
|