История развития компьютера Лекции По курсу Информатика

История развития компьютера Лекции По курсу Информатика

Лень - матушка В любой деятельности человек всегда придумывал и создавал самые разнообразные средства, приспособления и орудия труда с целью расширения своих возможностей и облегчения труда. Так постепенно стали появляться механические помощники. До наших же дней дошли свидетельства о многих таких изобретениях, навсегда вошедших в историю техники

Доисторические устройства Одним из первых устройств (V в. до н. э. ), облегчавших вычисления, можно считать специальную доску, названную впоследствии абаком (с греч. "счетная доска"). Вычисления на ней проводились перемещением костей или камешков в углублениях досок из бронзы, камня, слоновой кости и пр. В Греции абак существовал уже в V веке до н.

Доисторические устройства Китайская разновидность абака суаньпань - появилась в VI веке н. э. ; Он представляет собой прямоугольную раму, поделенную на две неравные части. В большом отделении ("земля") на каждой проволоке нанизано по пять шариков, в меньшем ("небо") - по два. Проволоки соответствуют десятичным разрядам. Соробан же – это японский абак, происходит от китайского суаньпаня, который был завезен в Японию в XV- XVI веках. Соробан проще своего предшественника, у него на "небе" на один шарик меньше, чем у суаньпаня.

Леонардо Да Винчи В 30 -х годах 17 столетия в национальной библиотеке Мадрида были обнаружены два тома неопубликованных рукописей Леонардо да Винчи. И среди чертежей "Codex Madrid I", почти полностью посвященного прикладной механике, ученые нашли эскиз 13 -разрядного суммирующего устройства с десятизубыми колёсами. В рекламных целях оно было воспроизведено фирмой IBM и оказалось вполне работоспособным

Блез Паскаль В 1642 году Блез Паскаль сконструировал 8 разрядную суммирующую машину (или Паскалево колесо). Эта машина представляла собой комбинацию взаимосвязанных колесиков с нанесенными на них цифрами от 0 до 9 и приводов. Когда первое колесико делало полный оборот от 0 до 9, в действие автоматически приводилось второе колесико. Когда и оно достигало цифры 9, начинало вращаться третье и так далее. Машина Паскаля могла складывать и вычитать, умножать (делить) лишь путем многократного сложения (вычитания).

Готфрид Вильгельм фон Лейбниц в 1673 году сконструировал машину “четырех действий”, которая выполняла сложение, вычитание, умножение и деление и извлечение квадратного корня. В отличие от Паскаля Лейбниц использовал в своей машине не колесики и приводы, а цилиндры с нанесенными на них цифрами. Специально для нее Лейбниц впервые применил двоичную систему счисления, использующую вместо обычных для человека десяти цифр две: 0 и 1.

Машина Поленни В 1709 году в Падуе вышла книга посвященная, изобретенной Джованни Поленни, машине. Основные детали этого замысловатого устройства выточены из дерева. Машина Поленни, в отличие от всех известных счётных машин приводится в движение грузом-гирькой k, висящей свободно на канате.

Логарифмическая линейка Первая универсальная логарифмическая линейка, пригодная для выполнения любых инженерных расчетов, сконструированная в 1779 году выдающимся английским механиком Дж. Уаттом. Она получила название "сохо-линейки", по имени местечка близ Бирмингема, где работал Уатт.

Ткацкий станок В 1804 году французский изобретатель Жозеф Мари Жаккар сконструировал ткацкий станок для выработки крупноузорчатых тканей, в котором применил перфорированные карточки с разным расположением отверстий, которые давали различные узоры на плетении ткани. Жаккар даже не мог предположить, что его идея будет впоследствии использована для обработки информации с помощью компьютеров.

Чарльз Бэббидж В 1834 году англичанин Чарльз Бэббидж изобрел аналитическую машину. Она состояла из "склада" для хранения чисел ("накопитель"), "мельницы" - для производства арифметических действий над числами ("арифметическое устройство"), устройство, управляющее в определенной последовательности операциями машины ("устройство управления"), устройство ввода и вывода данных. В данной аналитической машине предусматривалось три различных способа вывода полученных результатов: печатание одной или двух копий, изготовление стереотипного отпечатка, пробивки на перфокартах. Аналитическая машина не была построена. Но Бэббидж сделал более 200 чертежей ее различных узлов и около 30 вариантов общей компоновки машины. При этом было использовано более 4 тысяч "механических обозначений". Аналитическая машина Бэббиджа - первый прообраз современных компьютеров.

Табулятор Необходимость автоматизировать вычисления при переписи населения в США подтолкнула Генриха Холлерита к созданию в 1888 году табулятора, где информация, нанесенная на перфокарты, расшифровывалась электрическим током. Это устройство позволило обработать данные переписи населения всего за три года, вместо затрачиваемых ранее восьми лет. Вскоре в 1924 году Холлерит основал фирму IBM для серийного выпуска табуляторов.

"Феликс". В 30 -е годы XX столетия в нашей стране был разработан более совершенный арифмометр — "Феликс". Это счетное устройство использовалось несколько десятилетий, став основным техническим средством, облегчающим труд людей, связанных

Некоторые даты 1899 Открыт принцип записи на магнитных носителях — металлической проволоке и, позднее, ленте. 1906 Основана фирма Haloid, известная нам сегодня под именем Xerox. 1911 Forms Tabulating Company преобразована в компанию Calculating, Tabulating and Recording. После следующего преобразования, в 1924 году, она наконец получит окончательное имя — International Business Machines (IBM). 1919 Эдвард Хеберн разрабатывает шифровальную машину «Энигма» . Впоследствии она будет использоваться немецким командованием в годы Второй Мировой войны. 1928 Создана компания Motorola — крупнейший разработчик оборудования для связи, в том числе — и компьютерных комплектующих 1930 «Дифференцирующее устройство» — первый аналоговый компьютер,

Некоторые даты 1935 Корпорация International Business Machines (IBM) начала выпуск массовых вычислителей IBM-601. Конрад Цузе, друг и коллега знаменитого Вернера фон Брауна, создал в Берлине один из первых компьютеров — Z 1. 1936 Сотрудник Айовского университета Джон Атанасов разрабатывает теоретическую модель компьютера. Совместно с К. Берри конструирует ABC — первый компьютер для решения уравнений. Проект не закончен. 1937 Математик Алан Тюринг публикует работу «О вычисляемых числах применительно к проблеме выбора решений» , в которой впервые представлена знаменитая «математическую модель» компьютера, позднее получившего имя «Машина Тюринга» . 1941 Конрад Цузе конструирует в Германии Z 3 — первый компьютер с вводом данных с перфоленты, сделанной из использованной кинопленки. В компьютере использовано более 2000 механических реле. Стоимость — 6450 долл. 1942 Электронно-механический анализатор Ванневара Буша, содержащий 2000 электронных ламп и около 400 километров проводов.

Colossus Первые электронно-вычислительные машины (ЭВМ) появились уже во время второй мировой войны благодаря потребностям армии в высокоскоростных вычислениях. Первыми компьютерами следует считать британский Colossus (1943) Colossus создавался для раскодирования немецких военных шифров и справился с поставленной задачей столь эффективно, что во многом изменил ход военных действий и предопределил победу союзников.

Mark I 1944 Говард Эйкен создает «ASCC Mark I» — машину, считающуюся дедушкой современных компьютеров. «Марк» весил более 7 тонн и состоял из 750 000 частей. Машина, поддерживавшая чтение программ с перфоленты и обработку десятичных 24 -разрядных чисел, применялась в военных целях — для расчета артиллерийских таблиц. Благодаря ей же были расшифрованы секретные коды, использовавшиеся в радиопередачах немецкой армии.

Джон фон Ньюманн (Нейман) 1945 Джон фон Ньюманн разработал теоретическую модель устройства компьютера ( «компьютер фон Ньюманна» ) — первое в мире описание компьютера, использовавшего загружаемые извне программы. Теоретическая модель опубликована в книге «Предварительное сообщение о машине EDVAC» .

Colossus и ЭНИАК американский ENIAC (Electronic Numeric Integrator, Analyzer and Computer, 1945 в переводе "электронный численный интегратор и калькулятор"). Colossus создавался для раскодирования немецких военных шифров и справился с поставленной задачей столь эффективно, что во многом изменил ход военных действий и предопределил победу союзников. От нее начался отсчет пути, по которому пошло развитие электронно-вычислительных машин (ЭВМ).

UNIVAC I использовал 5200 вакуумных ламп, весил 13 тонн, потреблял 125 к. Вт, и мог выполнить приблизительно 1 905 операций в секунду на частоте 2. 25 МГц. Весь компьютер занимал площать 35. 5 квадратных метров площади. ENIAC - первой ЭВМ, состоявшей из 17648 вакуумных ламп, весившей 30 тонн, занимавшей 1000 квадратных футов и потреблявшей 130 -140 киловатт электроэнергии

Транзистор 1947 Сотрудники лаборатории Bell Джон Бардин и Уолтер Браттейн создают первый «точечный» транзистор. В 1956 году создатели транзистора будут удостоены Нобелевской премии. Основана корпорация Hewlett-Packard.

Морис Уилкис 1949 Морис Уилкис разрабатывает EDSAC — первый электронный цифровой компьютер, сохраняющий программу в своей памяти, По совместительству, EDSAC стал первым в мире компьютером, использовавшим для вывода информации дисплей на основе катодной трубки (прототип монитора).

Первый советский компьютер 1950 Йосуито Накамато изобретает технологию записи на гибкие магнитные диски. Первый советский компьютер — МЭСМ (Малая Электронная Счетная Машина) создан С. А. Лебедевым в Институте электротехники АН УССР.

Поколения ЭВМ Первое поколение ЭВМ 1946 – 1956 г. Характерные черты ЭВМ первого поколения: Элементная база: электронно-вакуумные лампы, резисторы, конденсаторы. Соединение элементов — навесной монтаж проводами. Быстродействие: 10— 20 тыс. оп/с. Габариты: ЭВМ выполнена в виде громоздких шкафов и занимает специальный машинный зал. Эксплуатация слишком сложна из-за частого выхода из строя. Существует опасность перегрева ЭВМ. Программирование: трудоемкий процесс в машинных кодах. При этом необходимо знать все команды машины, их двоичное представление, а также различные структуры ЭВМ. Этим в основном были заняты математики-программисты, которые непосредственно и работали на ее пульте управления. Общение с ЭВМ требовало от специалистов высокого профессионализма

Поколения ЭВМ Второе поколение пришлось на период от конца 50 -х до конца 60 -х годов. 1957 - 1967 Был изобретен транзистор, который пришел на смену электронным лампам. Это позволило изменить элементную базу ЭВМ на полупроводниковые элементы (транзисторы, диоды), а также резисторы и конденсаторы более совершенной конструкции. Один транзистор заменял 40 электронных ламп, работал с большей скоростью, был дешевле и надежнее. Средний срок его службы в 1000 раз превосходил продолжительность работы электронных ламп

Поколения ЭВМ Характерные черты ЭВМ второго поколения: Элементная база: полупроводниковые элементы. Соединение элементов — печатные платы и навесной монтаж. Габариты: ЭВМ выполнены в виде однотипных стоек, чуть выше человеческого роста. Производительность: до 1 млн. оп/с. Эксплуатация: упростилась. Появились вычислительные центры с большим штатом обслуживающего персонала, где устанавливались обычно несколько ЭВМ. Программирование: существенно изменилось, т. к. велось преимущественно на алгоритмических языках. Программисты уже не работали в зале, а отдавали свои программы на перфокартах или магнитных лентах специально обученным операторам. Решение задач производилось в пакетном (мультипрограммном) режиме. Результаты решения распечатывались на специальной перфорированной по краям бумаге. Введен принцип разделения времени, который обеспечил совмещение во времени работы разных устройств, например одновременно с процессором работает устройство ввода-вывода с магнитной ленты.

Поколения ЭВМ Третье поколение ЭВМ (1967 -1975) впервые стали использоваться интегральные схемы - целые устройства и узлы из десятков и сотен транзисторов, выполненные на одном кристалле полупроводника (то, что сейчас называют микросхемами). В это же время появляется полупроводниковая память, которая и по всей день используется в персональных компьютерах в качестве оперативной.

Поколения ЭВМ Пробившаяся в лидеры фирма IBM первой реализовала семейство ЭВМ - серию полностью совместимых друг с другом компьютеров от самых маленьких, размером с небольшой шкаф (меньше тогда еще не делали), до самых мощных и дорогих моделей. Наиболее распространенным в те годы было семейство System/360 фирмы IBM, на основе которого в СССР была разработана серия ЕС ЭВМ.

Поколения ЭВМ Но и это еще не все - поистине, рубеж 60 -х и 70 -х годов был судьбоносным временем. В 1969 г. зародилась первая глобальная компьютерная сеть - зародыш того, что мы сейчас называем Интернетом. И в том же 1969 г. одновременно появились операционная система Unix и язык программирования С ("Си"), оказавшие огромное влияние на программный мир и до сих пор сохраняющие свое передовое положение.

Поколения ЭВМ Характерные черты ЭВМ третьего поколения Элементная база — интегральные схемы, которые вставляются в специальные гнезда на печатной плате. Габариты: для размещения также требуется машинный зал. Производительность: сотни тысяч — миллионы операций в секунду. Эксплуатация: требуется штат высококвалифицированных специалистов. Незаменимую роль играет системный программист. Технология программирования: во многих вычислительных центрах появились дисплейные залы, где каждый программист в определенное

Поколения ЭВМ Четвертое поколение 1975 по 1985 гг ЭВМ четвертого поколения на больших интегральных схемах (БИС). Наиболее крупным сдвигом в электронно-вычислительной технике, связанным с применением БИС, стало создание микропроцессоров. ЭВМ этого поколения превосходят компьютеры предыдущих поколений компактностью, огромными возможностями и доступностью для разных категорий пользователей

Поколения ЭВМ Пятое поколение 1985 - …. . Технология MMX. Эта идея оказалась настолько удачной, что за ММХ проследовал «расширенный ММХ» , 3 DNow!, «расширенный 3 DNow!» , а потом SSE и сейчас SSE 2. Производительность – миллиарды оп/сек. Технологии высокого уровня. Огромная конкуренция производителей Intel и AMD

Будущее Компания Sony выпустила SDR-4 X, он обладает словарным запасом на 60 тыс. слов и может поддержать незамысловатый разговор, умеет танцевать и петь, распознает цвета, огибает препятствия по пути и даже поет. Благодаря камерам и микрофонам он может узнавать людей по лицам и голосам, правда, число знакомых ограничено 10 персонами. Компания Toyota выпустила робота, который может ходить и играть на трубе.