Задолго до появления первых счетных устройств люди искали

Задолго до появления первых счетных устройств люди искали различные возможности для проведения вычислений. Они пользовались пальцами рук, палочками, камешками, зарубками, узелками и так далее.

Самым древним инструментом являются счеты(абак). Их возраст более двух тысяч лет. Счеты используются и по сей день.

Римляне усовершенствовали абак, перейдя от деревянных досок, песка и камешков к мраморным доскам с выточенными желобками и мраморными шариками. http: //www. joernluetjens. de/ Подобный инструмент был известен у всех народов. Древнегреческий абак (доска или "саламинская доска" по имени острова Саламин в Эгейском море) представлял собой посыпанную морским песком дощечку. На песке проходились бороздки, на которых камешками обозначались числа. Одна бороздка соответствовала единицам, другая - десяткам и т. д. Если в какой-то бороздке при счете набиралось более 10 камешков, их снимали и добавляли один камешек в следующем разряде.

В Китае счеты суан-пан состояли из деревянной рамки, разделенной на верхние и нижние секции. Палочки соотносятся с колонками, а бусинки с числами. У китайцев в основе счета лежала не десятка, а пятерка. Она разделена на две части: в нижней части на каждом ряду располагаются по 5 косточек, в верхней части - по две. Таким образом, для того чтобы выставить на этих счетах число 6, ставили сначала косточку, соответствующую пятерке, и затем прибавляли одну в разряд единиц.

В Японии это же устройство для счета носило название серобян

На Руси долгое время считали по косточкам, раскладываемым в кучки. Примерно с XV века получил распространение "дощаный счет", завезенный, видимо, западными купцами вместе с ворванью и текстилем. "Дощаный счет" почти не отличался от обычных счетов и представлял собой рамку с укрепленными горизонтальными веревочками, на которые были нанизаны просверленные сливовые или вишневые косточки.

Леонардо да Винчи (Leonardo da Vinci, 16. 04. 1452 -02. 05. 1519) изобрёл 13 -разрядное суммирующее устройство с десятизубными кольцами около 1500 года. Среди двухтомного собрания рукописей, известных как "Codex Madrid", посвященных механике, были обнаружены чертежи и описание такого устройства. Похожие рисунки также были найдены и в рукописях "Codex Atlanticus".

Основу машины по описанию составляют стержни, на которые крепится два зубчатых колеса, большее с одной стороны стержня, а меньшее - с другой. Эти стержни должны были располагаться таким образом, чтобы меньшее колесо на одном стержне входило в зацепление с большим колесом на другом стержне. При этом меньшее колесо второго стержня сцеплялось с большим колесом третьего, и т. д. Десять оборотов первого колеса, по замыслу автора, должны были приводить к одному полному обороту второго, а десять оборотов второго - один оборот третьего и т. д. Вся система, состоящая из 13 стержней с зубчатыми колесами должна была приводиться в движение набором грузов.

Рисунок этого устройства был обнаружен только в 1967 году, и по нему фирма IBM воссоздала вполне работоспособную 13 -разрядную суммирующую машину, в которой использован принцип 10 -зубых колес. В 1969 году по чертежам Леонардо да Винчи американская фирма IBM по производству компьютеров в целях рекламы построила работоспособную машину.

Вильгельм Шиккард (Wilhelm Schickard, 1592 -1636) - востоковед и математик - в письмах своему другу Иогану Кеплеру описал устройство "часов для счета" - счетной машины с устройством установки чисел и валиками с движком и окном для считывания результата. Это была весьма «продвинутая» 6 -разрядная машина, состоявшая из трех узлов: устройства сложения-вычитания, множительного устройства и блока записи промежуточных результатов. Если сумматор был выполнен на традиционных зубчатых колесах, имевших кулачки для передачи в соседний разряд единицы переноса, то множитель был построен весьма изощренно. В немецкий профессор применил метод «решетки» , когда при помощи «насаженной» на валы зубчатой «таблицы умножения» происходит перемножение каждой цифры первого сомножителя на каждую цифру второго, после чего со сдвигом складываются все эти частные произведения. Однако неизвестно, смог ли сам Шиккард построить свой арифмометр. Есть свидетельство, содержащееся в его переписке с астрономом Иоганном Кеплером (Johannes Kepler, 1571– 1630) относительно того, что недостроенная модель погибла в огне во время пожара в мастерской. К тому же автор, вскоре скончавшийся от холеры, не успел внедрить в научный обиход сведения о своем изобретении, и о нем стало известно лишь в середине ХХ века.

Эта модель оказалась работоспособной, что было доказано в 1957 году, когда она была воссоздана в ФРГ.

Первое известное механическое устройство, предназначенное для сложения и вычитания чисел было создано в 1642 г. французским философом и ученым Б. Паскалем и получило название Паскалина.

Француз Блез Паскаль начал создавать суммирующую машину «Паскалину» в 1642 г. в возрасте 19 лет, наблюдая за работой своего отца, который был сборщиком налогов и был вынужден часто выполнять долгие и утомительные расчёты. Машина Паскаля представляла собой механическое устройство в виде ящичка с многочисленными связанными одна с другой шестерёнками. Складываемые числа вводились в машину при помощи соответствующего поворота наборных колёсиков. На каждое из этих колёсиков, соответствовавших одному десятичному разряду числа, были нанесены деления от 0 до 9. При вводе числа, колесики прокручивались до соответствующей цифры.

Совершив полный оборот избыток над цифрой 9 колёсико переносило на соседний разряд, сдвигая соседнее колесо на 1 позицию. Первые варианты «Паскалины» имели пять зубчатых колёс, позднее их число увеличилось до шести или даже восьми, что позволяло работать с большими числами, вплоть до 9999999. Ответ появлялся в верхней части металлического корпуса. Вращение колёс было возможно лишь в одном направлении, исключая возможность непосредственного оперирования отрицательными числами.

Тем не менее, машина Паскаля позволяла выполнять не только сложение, но и другие операции, но требовала при этом применения довольно неудобной процедуры повторных сложений. Вычитание выполнялось при помощи дополнений до девятки, которые для помощи считавшему появлялись в окошке, размещённом над выставленным оригинальным значением.

Готфрид Вильгейм Лейбниц В 1673 г. немецкий философ и математик Лейбниц создал свою счетную машину арифмометр, известную как "зубчатое колесо Лейбница". Она могла выполнять четыре арифметических действия.

После чего более 20 лет Лейбниц занимался совершенствованием своей счетной машины. Полученная в результате напряженного поиска 8 разрядная модель могла складывать, вычитать, умножать, делить, возводить в степень. Результат умножения и деления имел 16 знаков. Лейбниц применил в своем арифмометре такие конструктивные элементы, которые использовались при проектировании новых моделей вплоть до ХХ века. К ним, прежде всего, необходимо отнести подвижную каретку, что позволило существенно увеличить скорость умножения. Управление этой машиной было предельно упрощено за счет использования рукоятки, при помощи которой вращались валы, и автоматического контроля количества сложений частных произведений во время умножения.

В XVII веке, конечно же, не могло идти и речи о серийном производстве арифмометров Лейбница. Однако выпущено их было не столь уж и мало. Так, например, одна из моделей досталась Петру I. Русский царь распорядился математической машиной весьма своеобразно: подарил ее китайскому императору в дипломатических целях. Машина являлась прототипом арифмометра, использующегося с 1820 года до 60 -х годов ХХ века. Арифмометры получили очень широкое применение. На них выполняли даже очень сложные расчеты. Например: расчеты баллистических таблиц для артиллерийских стрельб. Существовала и специальная профессия — счетчик — человек, работающий с арифмометром. Но многие расчеты производились очень медленно — даже десятки счетчиков должны были работать по несколько недель и месяцев. Причина проста — при таких расчетах выбор выполняемых действий и запись результатов производились человеком, а скорость его работы весьма ограничена. Поэтому человек не остановился на создании арифмометра. Долгое время люди не могли придумать ничего более совершенного машины Лейбница. Но ученые работали, придумывали что-то новое, делали эксперименты. Некоторые из них были успешны.

Из всех изобретателей прошлых столетий, внесших вклад в развитие вычислительной техники, наиболее близко к созданию компьютера в современном представлении подошел англичанин Чарльз Бэббидж. Желание механизировать вычисления возникло у Бэббиджа в связи с недовольством, которое он испытывал, сталкиваясь с ошибками в математических таблицах, используемых в самых различных областях.

В 1820 -х годах веке английский математик Чарльз Бэббидж разработал изобрел «Разностную машину» и приступил к ее постройке. При жизни Бэббиджа этот аппарат так и не был построен, но, что важнее, когда иссякло финансирование проекта, математик придумал «Аналитическую машину» для общих вычислений, и впервые формализовал и описал логику. . . компьютера. "Аналитическая машина" Бэббиджа являлась первым программируемым автоматическим вычислительным устройством.

Программы кодировались и переносились на перфокарты. Интересно, что Эту идею Бэббидж позаимствовал у французского изобретателя Жозефа Жаккара, который впервые применил ее для контроля за окраской тканей. По замыслу Бэббиджа такая машина должна была автоматически выполнять различные вычисления в зависимости от расположения отверстии на перфокарте.

Спонсор проекта - графиня Ада Августа Лавлейс, дочь всемирно известного английского поэта Байрона, была первым программистом этой "аналитической машины". Именно она убедила Бэббиджа в необходимости использования двоичной системы счисления вместо десятичной. К сожалению, в те времена технология была плохо развита, и Беббидж не был в состоянии сделать и собрать многие высокоточные детали.

Историки утверждают, что первым человеком, сформулировавшим идею о машине, которая может производить вычисления автоматически (т. е. без непосредственного участия человека благодаря заложенной программе) был Чарльз Бэббидж. Он не просто провозгласил неочевидную в то время идею автоматической вычислительной машины, но и посвятил всю свою жизнь ее разработке. Одна из его заслуг состояла в том, что он предвосхитил функциональное устройство вычислительных устройств. По замыслу Бэббиджа, его аналитическая машина имела следующие функциональные узлы: 1) "Склад" для хранения чисел (по современной терминологии память); 2) "Мельница" (арифметическое устройство, по современной терминологии процессор); 3) Устройство, управляющее последовательностью операций в машине (Бэббидж не дал ему названия, сейчас используется термин устройство управления); 4) Устройства ввода и вывода данных.

Если Разностная машина имела сомнительные шансы на успех, то Аналитическая машина и вовсе выглядела нереалистичной. Ее просто невозможно было построить и запустить в работу. В своем окончательном виде машина должна была быть не меньше железнодорожного локомотива. Ее внутренняя конструкция представляла собой беспорядочное нагромождение стальных, медных и деревянных деталей, часовых механизмов, приводимых в действие паровым двигателем. Малейшая нестабильность какойнибудь крошечной детали приводила бы к стократно усиленным нарушениям в других частях, и тогда вся машина пришла бы в бешенство. Аналитическая машина так и не была построена. Все, что дошло от нее до наших дней, - это ворох чертежей и рисунков, а также небольшая часть арифметического устройства и печатающее устройство, сконструированное сыном Бэббиджа.

По иронии судьбы Разностной машине повезло больше. Хотя сам Бэббидж больше не возвращался к ней, шведский издатель, изобретатель и переводчик Пер Георг Шойц, прочтя как-то об этом устройстве, построил его слегка видоизмененный вариант, воспользовавшись ценными советами Бэббиджа. Несомненно, это было для Бэббиджа и радостное, и горькое событие, когда он наконец увидел, как его (теперь уже общее) детище успешно прошло испытания - это случилось в 1854 г. в Лондоне. А годом позже Разностная машина Шойца была удостоена золотой медали на Всемирной выставке в Париже. Спустя еще несколько лет британское правительство, отказавшее в свое время в поддержке Бэббиджу, заказало одну из таких машин для правительственной канцелярии.

В Лондонском музее науки эта машина есть, и она действует.

Во второй половине девятнадцатого века Ге'раман Хо'ллерит разработал машину с перфока'рточным вводом, способную автоматически классифицировать и составлять таблицы данных. Впервые эта машина использовалась в тысяча восемьсот девяностом году в Америке при обработке результатов переписи населения. Именно после переписи населения США в 1890 г. стало ясно, что без создания новых процессов обработки данных невозможно выполнять обработку больших массивов информации.

Во второй половине девятнадцатого века Герман Холлерит разработал машину с перфокарточным вводом, способную автоматически классифицировать и составлять таблицы данных. Впервые эта машина использовалась в тысяча восемьсот девяностом году в Америке при обработке результатов переписи населения. Именно после переписи населения США в 1890 г. стало ясно, что без создания новых процессов обработки данных невозможно выполнять обработку больших массивов информации.

Карты табулятора Холлерита были размером в долларовую бумажку. На каждой карте имелось 12 рядов, в каждом из которых можно было пробить по 20 отверстий, соответствующих таким данным, как возраст, пол, место рождения, количество детей, семейное положение и прочие сведения, включенные в вопросник переписи американского населения. Агенты, проводившие перепись, записывали ответы опрашиваемых в специальные формуляры. Заполненные формуляры отсылались в Вашингтон, где содержащуюся в них информацию переносили на карты путем соответствующего перфорирования. Затем перфокарты загружали в специальные устройства, соединенные с табуляционной машиной, где они нанизывались на ряды тонких игл, по одной игле на каждую из 240 перфорируемых позиций на карте. Когда игла попадала в отверстие, она проходила его, замыкая контакт в соответствующей электрической цепи машины; это в свою очередь приводило к тому, что счетчик, состоящий из вращающихся цилиндров, продвигался на одну позицию вперед.

Машина Холлерита оказалась настолько быстродействующей, что предварительные подсчеты были завершены через 6 недель, а полный статистический анализ занял два с половиной года. За истекшее с предыдущей переписи десятилетие население США выросло почти на 13 млн. человек, достигнув 62 622 250 чел. , но обработка результатов переписи 1890 г. потребовала приблизительно втрое меньше времени по сравнению с предыдущей. Холлерит был удостоен нескольких премий, получил немало похвал и звание профессора в Колумбийском университете. Он организовал фирму по производству табуляционных машин «Тэбьюлейтинг машин компани» (Tabulating Machine Company) и продавал их железнодорожным управлениям и правительственным учреждениям. Машины Холлерита закупила царская Россия, решив провести перепись населения на современном уровне. Предприятию Холлерита сразу же сопутствовал успех, и в дальнейшем оно становилось все более преуспевающим. С годами оно претерпело ряд изменений - слияний и переименований. Последнее такое изменение произошло в 1924 г. , за 5 лет до смерти Холлерита, когда он создал фирму IBM (International Business Machines Corporation). Теперь, спустя столетие с того времени, когда Чарлз Бэббидж героически трудился над созданием Аналитической машины, IBM является крупнейшей в мире промышленной фирмой, воплотившей в жизнь его мечту о «машине самого универсального характера» . Но даже Бэббидж, с его необузданным воображением, не мог бы, наверное, предвидеть, какие формы примет в конце концов машина его мечты.

С тех пор, машины с перфорированными картами получили широкое распространение в деловой и административной сферах. В тридцатых годах двадцатого начались разработки электронных вычислительных машин (ЭВМ), элементной базой которых стала трехэлектродная вакуумная лампа, изобретенная в тысяча девятьсот шестом году Лидом Форестом. Первая треть 20 века ознаменовалась последовательным развитием и внедрением многих вычислительных устройств. Вторая мировая война дала серьезный толчок к усовершенствованию вычислительных устройств и технологии их производства.

Кто изобрел электронный цифровой компьютер? До начала 70 -х годов легко было ответить на этот вопрос — это Джон Маучли и Джон Преспер Эккерт, которые в 1943— 1946 годах создали ENIAC (Electronical Numerical Integrator and Calculator Электронно-цифровой интегратор и вычислитель), действующий электронный цифровой компьютер. Но после октября 1973 года по решению суда изобретателем электронного компьютера назвали Джона В. Атанасова. По иронии судьбы Атанасов, физик из Айовы, который придумал в конце 30 -х годов компьютер, был более известен в Европе, чем в Америке. Американские ученые и инженеры, создававшие в 40— 50 -х годах электронные компьютеры, мало что знали о нем. И тем не менее в начале 70 -х годов Атанасов выиграл юридическое право называться изобретателем электронного компьютера. Маучли и Эккерт заявили, что суд был несправедливым, что компьютер Атанасова никогда не работал и что они являются изобретателями электронного компьютера. Большинство ученых в настоящее время считают, что вопрос о приоритете до сих пор не решен и, в конечном счете, мало интересен. Что можно сказать с уверенностью, так это то, что Атанасов, Берри, Маучли и Эккерт внесли существенный вклад в развитие электронного компьютера. Джон Атанасов Клиффорд Берри

Математика была центром интересов Джона Винсента Атанасова с детства. В возрасте 10 лет он изучал физику и химию, а также продолжал заниматься математикой. Его мать дала ему книгу, в которой объяснялось, как производить вычисления в других системах счисления, отличных о десятичной. Позже Атанасов вспоминал: “Когда я приступил к работе над компьютером, одна из вещей, которая крутилась в моем мозгу, была та, что может быть компьютеры будут работать лучше с другим основанием, чем десять”. Во время обучения в школе Атанасов решил стать физиком-теоретиком, но, поступив в университет Флориды в 1921 году, выбрал профессию инженераэлектрика. В середине 30 -х годов Атанасов задумывается над проблемой автоматизации решения больших систем линейных алгебраических уравнений. Идеи и принципы создания цифрового компьютера к нему пришли, как он вспоминает, зимним вечером 1937 года в придорожной таверне. В поздние годы он сформулировал суть этих принципов: в своей работе компьютер будет использовать электричество и достижения электроники: • его работа будет основана на двоичной, а не десятичной системе счисления; • основой запоминающего устройства будут служить конденсаторы; • будут использованы логические электронные схемы. Для реализации проекта ему нужен был талантливый изобретатель, очень хорошо знающий электронику. Ему порекомендовали Клиффорда Эдварда Берри, блестящего, трудолюбивого, многообещающего ученого, уже имеющего впечатляющий перечень наград и достижений.

Компьютер Атанасова -Берри ("АВС") Они встретились, и родилась команда Атанасов и Берри, а в ноябре 1939 года появились наброски компьютера Атанасова — Берри — ABC (Atanasoff— Berry Computer, как позже Атанасов настоял, чтобы его так называли). Проектирование и конструирование компьютера осуществлялось с конца 1939 года до середины 1942 года.

Первая встреча Атанасова с Джоном Маучли, физиком из колледжа в Пенсильвании, произошла в декабре 1940 году, когда Атанасов все еще работал над улучшением ABC. Маучли прочитал лекцию о возможности использования аналоговых компьютеров для решения проблем метеорологии. Атанасов был в аудитории. После лекции, Атанасов представился как некто, интересующийся компьютерами, особенно цифровым компьютером. Он потом рассказал Маучли о его незаконченной машине, компьютере, использующем электронные лампы, и о том, что, они, возможно, будут иметь большое влияние на цифровые компьютеры. Атанасов пригласил Маучли приехать в Айову посмотреть ABC. Маучли принял приглашение 14 июня 1941 года. Он и его сын были в доме Атанасова, гостили в течении следующих 5 дней, в течение этого времени двое мужчин без конца говорили о компьютерах. Маучли рассматривал документацию, а Берри бегло показывал короткую демонстрацию ABC. Машина могла решать 29 одновременных уравнений с 29 переменными. Вторая мировая война заставила Атанасова отойти от конструирования компьютеров. В 1942 году он стал главой Отдела акустики при Военно-морской Артиллерийской лаборатории (NOL) в Вашингтоне, штат Колумбия, где следил за акустическим испытанием мин. Одна из частей ABC — арифметическая часть, была апробирована в 1942 году и дала Атанасову уверенность в том, что компьютерный проект в значительной степени был уже закончен. Но ABC никогда фактически не использовалась.

Джон Маучли, работая статистиком на полставки в том же самом Отделе, сообщил Атанасову в 1943 году, что он и Эккерт разработали новый подход вычислений, отличный от того, что предложил Атанасов попросил Маучли объяснить, что он сделал, но получил резкий ответ. “Я не могу. Тема секретная”. “Новый подход” был связан с ENIAC — первым полностью электронным цифровым компьютером, который в то время собирали при строгой секретности для военных целей в университете Пенсильвании. Атанасов не вернулся к компьютерам и после окончания войны. Годы спустя он сожалел, что оставил свои усилия по созданию компьютера, но он это понял только тогда, когда стало очевидно, что его машина была поистине революционной. В начале 80 -х годов он признался, что если бы понимал потенциальные возможности ABC, то продолжал бы работать над ней.

С тысяча девятьсот сорок третьего года по тысяча девятьсот сорок шестой год в Университете города Пенсильва'ния (США) была построена первая полностью электронная цифровая ЭВМ, получившая название ENIAK. Главной целью при разработке этой машины было составление числовых таблиц для вычисления траектории полета снарядов и ракет. Машина весила 30 тонн, занимала площадь 200 квадратных метров , содержала 18 тысяч ламп. В ее работе использовалась десятичная система счисления. Команды по программе вводились вручную, после введения программы порядок выполнения команд мог быть изменен только после выполнения всей программы. Каждая новая программа требовала новой комбинации сигналов, путем установки переключателей и коммуникации разъемов. В результате на создание и выполнение даже самой простой программы требовалось очень много времени.

Внутри американского компьютера ENIAC было 18 000 радиоламп. На поиск сгоревших у технического персонала уходила большая часть рабочего времени. Фото: US Army

ENIAC имела и еще одну неприятную особенность, которая не позволяет отнести эту машину к ЭВМ первого поколения. Ее программа не хранилась в оперативной памяти, а жестко задавалась при помощи шести тысяч перемычек на сорока коммутационных панелях. На каждое перепрограммирование ENIAC уходило не менее двух дней.

Сложности в программировании на ENIAK натолкнули Джона фон Неймана , бывшего консультантом проекта, на разработку новых принципов построения архитектуры ЭВМ. Принцип I - произвольный доступ к основной памяти. Принцип II - хранение программы. Джон фон НЕЙМАН ЭВМ, созданные в первой половине двадцатого века, имели две важные особенности, которыми не обладали ранее созданные машины: возможность программирования и способность хранения информации.

Фундаментальные принципы архитектуры ЭВМ были обобщены и систематическим образом изложены в 1946 в классической статье А. Беркса, Г. Голдстейна и Дж. Неймана "Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства". В ней, в частности, четко и логично обосновывалась структура ЭВМ. Все функциональные блоки ЭВМ имеют вполне естественное назначение и образуют простую и логически обоснованную структуру. Последняя оказалась настолько удачной, что во многом сохранилась вплоть до наших дней. Для нее даже используется общепринятое название фоннеймановская архитектура. Таким образом, любая вычислительная машина содержит в себе следующие функциональные блоки: • • • арифметико-логическое устройство (АЛУ) устройство управления (УУ) различные виды памяти устройства ввода информации устройства вывода информации В связи с огромными успехами в миниатюризации электронных компонентов, в современных компьютерах АЛУ и УУ удалось конструктивно объединить в единый узел – микропроцессор.

Развитие вычислительной техники в России. В конце XIX века на мировой рынок арифмометров самым решительным образом вторглась Россия. Автором этого прорыва стал обрусевший швед Вильгодт Теофилович Однер (1846– 1905), талантливый изобретатель и удачливый бизнесмен. До того, как заняться выпуском счетных машин, Вильгодт Теофилович сконструировал устройство автоматизированной нумерации банкнот, применявшееся при печатании ценных бумаг. Ему принадлежит авторство машины для набивки папирос, автоматического ящика для голосования в Государственной Думе, а также турникетов, применявшиеся во всех судоходных компаниях России.

В 1875 году Однер сконструировал свой первый арифмометр, права на производство которого передал машиностроительному заводу «Людвиг Нобель» . Спустя 15 лет, став владельцем мастерской, Вильгодт Теофилович налаживает в Петербурге выпуск новой модели арифмометра, которая выгодно отличается от существовавших на тот момент счетных машин компактностью, надежностью, простотой в обращении и высокой производительностью. Спустя три года мастерская становится мощным заводом, производящим в год более 5 тысяч арифмометров. Изделие с клеймом «Механический завод В. Т. Однер, С-Петербург» начинает завоевывать мировую популярность, ему присуждаются высшие награды промышленных выставок в Чикаго, Брюсселе, Стокгольме, Париже. В начале ХХ века арифмометр Однера начинает доминировать на мировом рынке. Точку в славной истории компании поставила революция: Механический завод В. Т. Однер был преобразован в ремонтный завод. Однако в середине 1920 -х годов выпуск арифмометров в России был возрожден. Наиболее популярная модель, получившая название «Феликс» , выпускалась на заводе им. Дзержинского до конца 1960 -х годов.

Параллельно с «Феликсом» в Советском Союзе был налажен выпуск электромеханических счетных машин серии «ВК» , в которых мускульные усилия были заменены электрическим приводом. Данный тип вычислителей был создан по образу и подобию германской машины «Мерседес» . Электромеханические машины в сравнении с арифмометрами имели существенно более высокую производительность. Однако создаваемый ими грохот походил на стрельбу из пулемета. Если же в операционном зале работало десятка два «Мерседесов» , то в шумовом отношении это напоминало ожесточенный бой.

Советский Союз начал разрабатывать первую ламповую машину в 1948 году. Происходило это в Киеве, в Институте электроники Академии наук Украины под руководством будущего академика Сергея Алексеевича Лебедева (1902– 1974). Машина, получившая название МЭСМ (Малая электронная счетная машина), была сдана в эксплуатацию в декабре 1951 года. Машина состояла из 5 тыс. ламп, занимала площадь в 60 кв. м. и потребляла 25 к. Вт. Ввод данных — с перфокарт и коммутационной панели. Вывод результатов — на печатающее устройство. Был и еще один способ съема информации, нигде и никогда более в мире не применявшийся, — при помощи фотографирования!

Вскоре Лебедева перевели в Москву, в Институт точной механики и вычислительной техники (ИТМи. ВТ), где он начал разрабатывать БЭСМ (Быстродействующую ЭСМ). Параллельно с этим в московском СКБ-245 (впоследствии НИИ электронного машиностроения, а затем НИИ «Аргон» ) под руководством Юрия Яковлевича Базилевского (1912– 1983) начали создавать ЭВМ «Стрела» и БЭСМ были одновременно, в 1953 году, представлены на госкомиссию. Несмотря на то, что разработка Лебедева была перспективнее (что впоследствии подтвердила история), «Стрела» была запущена в серию, и ее разработчики получили сталинскую премию. А БЭСМ, существовавшую в единичном экземпляре, направили в Вычислительный центр Академии наук. Через год Лебедев довел производительность машины до 10 тыс. операций в секунду, в связи с чем БЭСМ стала самой мощной машиной в Европе. Она имела очевидные преимущества перед выигравшей у нее тендерное сражение «Стрелой» . Память на ферритах против памяти на электронно-лучевых трубках. Большая производительность. Меньшее число использованных электронных ламп, что приводило к большей надежности. И, наконец, наличие системы тестов, позволявших сократить время устранения неполадок. С. А. Лебедев

БЭСМ-6 Самая быстрая машина второго поколения в СССР БЭСМ-6, созданная в 1967 году, имела производительность 1 миллион операций в секунду. На тот момент она была самой быстрой не только в СССР, но и в Европе.

Всего в 60 -годах в СССР было разработано около 30 типов ЭВМ. Возникла необходимость унификации программного обеспечения и аппаратной совместимости при создании ЭВМ третьего поколения. В декабре 1967 года в Министерстве радиопромышленности состоялось совещание, на котором за основу для унификации взяли не советскую разработку, а IBM System/360. Предполагалось быстро скопировать IBM, и использовать большое количество уже готового программного обеспечения. IBM System/360 прототип ЕС

Сергей Алексеевич Лебедев заявил, что такое копирование приведёт к неизбежному отставанию. Но его отказались услышать. Сам он, возглавляя Институт точной механики и вычислительной техники, отказался копировать американцев и приступил к разработке систем серии «Эльбрус» . «Эльбрус-2» использовался в ядерных центрах , системе противоракетной обороны и других отраслях «оборонки» . Эльбрус-2

А Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники и Научно-исследовательский институт электронных математических машин занялись созданием машин серии «Единая система» (ЕС), а по сути — копированием IBM System/360 и адаптированием софта. Хоть ЕС и имели свои ноу-хау, создавались на отечественной элементной базе, а заимствованный софт приходилось переписывать, но это было началом отставания отечественной вычислительной техники. Только к концу семидесятых машина серии ЕС достигла производительности в 1 млн. операций в секунду. Вполне возможно, если бы СССР не пошел по пути копирования и вкладывал бы больше средств в разработку и производство элементной базы, история вычислительной техники была бы совсем другой.

Поколения ЭВМ. Компьютеры первого поколения. Первое поколение (1945 -1954) - компьютеры на электронных лампах, таких, как в старых телевизорах. Большинство машин первого поколения были экспериментальными устройствами и строились с целью проверки тех или иных теоретических положений. Вес и размеры этих компьютерных динозавров, которые нередко требовали для себя отдельных зданий, давно стали легендой. Основоположниками компьютерной науки по праву считаются Клод Шеннон - создатель теории информации, Алан Тьюринг - математик, разработавший теорию программ и алгоритмов, и Джон фон Нейман - автор конструкции вычислительных устройств, которая до сих пор лежит в основе большинства компьютеров. ЭВМ "Урал-1"

Компьютеры второго поколения. Во втором поколении компьютеров (1955 -1964) вместо электронных ламп использовались транзисторы, а в качестве устройств памяти стали применяться магнитные сердечники и магнитные барабаны - далекие предки современных жестких дисков. Все это позволило резко уменьшить габариты и стоимость компьютеров, которые тогда впервые стали строиться на продажу. Но главные достижения этой эпохи принадлежат к области программ. На втором поколении компьютеров впервые появилось то, что сегодня называется операционной системой. Тогда же были разработаны первые языки высокого уровня - Фортран, Алгол, Кобол. Эти два важных усовершенствования позволили значительно упростить и ускорить написание программ для компьютеров. Также, расширялась и сфера применения компьютеров. Теперь уже не только ученые могли рассчитывать на доступ к вычислительной технике; компьютеры нашли применение в планировании и управлении, а некоторые крупные фирмы даже компьютеризировали свою бухгалтерию.

В третьем поколении ЭВМ (1965 -1974) 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. В эти годы производство компьютеров приобретает промышленный размах. 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. Еще в начале 60 -х появляются первые миникомпьютеры - небольшие маломощные компьютеры, доступные по цене небольшим фирмам или лабораториям. Миникомпьютеры представляли собой первый шаг на пути к персональным компьютерам, пробные образцы которых были выпущены только в середине 70 -х годов. Между тем количество элементов и соединений между ними, умещающихся в одной микросхеме, постоянно росло, и в 70 -е годы интегральные схемы содержали уже тысячи транзисторов. Это позволило объединить в единственной маленькой детальке большинство компонентов компьютера - что и сделала в 1971 г. фирма Intel, выпустив первый микропроцессор, который предназначался для только-только появившихся настольных калькуляторов. Этому изобретению суждено было произвести в следующем десятилетии настоящую революцию - ведь микропроцессор является сердцем и душой нашего с вами персонального компьютера.

В январе 1959 г. Килби была создана первая интегральная схема. Первая американская ИС.

К сожалению, дальше стройная картина смены поколений нарушается. Обычно считается, что период с 1975 по 1985 гг. принадлежит компьютерам четвертого поколения. Однако есть и другое мнение - многие полагают, что достижения этого периода не настолько велики, чтобы считать его равноправным поколением. Сторонники такой точки зрения называют это десятилетие принадлежащим "третьему-с половиной" поколению компьютеров, и только с 1985 г. , по их мнению, следует отсчитывать годы жизни собственно четвертого поколения, здравствующего и по сей день. Так или иначе, очевидно, что начиная с середины 70 -х все меньше становится принципиальных новаций в компьютерной науке. Прогресс идет в основном по пути развития того, что уже изобретено и придумано, - прежде всего за счет повышения мощности и миниатюризации элементной базы и самих компьютеров. И, конечно же, самое главное - что с начала 80 -х, благодаря появлению персональных компьютеров, вычислительная техника становится по-настоящему массовой и общедоступной. Складывается парадоксальная ситуация: несмотря на то, что персональные и миникомпьютеры по-прежнему во всех отношениях отстают от больших машин, львиная доля новшеств последнего десятилетия - графический пользовательский интерфейс, новые периферийные устройства, глобальные сети - обязаны своим появлением и развитием именно этой "несерьезной" технике. Большие компьютеры и суперкомпьютеры, конечно же, отнюдь не вымерли и продолжают развиваться. Но теперь они уже не доминируют на компьютерной арене, как было раньше.

Компьютеры пятого поколения. Основные требования к компьютерам 5 -го поколения: Создание развитого человеко-машинного интерфейса (распознавание речи, образов); Развитие логического программирования для создания баз знаний и систем искусственного интеллекта; Создание новых технологий в производстве вычислительной техники; Создание новых архитектур компьютеров и вычислительных комплексов. Новые технические возможности вычислительной техники должны были расширить круг решаемых задач и позволить перейти к задачам создания искусственного интеллекта. В качестве одной из необходимых для создания искусственного интеллекта составляющих являются базы знаний (базы данных) по различным направлениям науки и техники. Для создания и использования баз данных требуется высокое быстродействие вычислительной системы и большой объем памяти. Универсальные компьютеры способны производить высокоскоростные вычисления, но не пригодны для выполнения с высокой скоростью операций сравнения и сортировки больших объемов записей, хранящихся обычно на магнитных дисках. Для создания программ, обеспечивающих заполнение, обновление баз данных и работу с ними, были созданы специальные объектноориентированные и логические языки программирования, обеспечивающие наибольшие возможности по сравнению с обычными процедурными языками. Структура этих языков требует перехода от традиционной фон-неймановской архитектуры компьютера к архитектурам, учитывающим требования задач создания искусственного интеллекта.

В 1981 г. корпорация IBM выпустила на рынок свой первый персональный компьютер IBM PC. Разработку IBM PC выполнила группа из 12 инженеров IBM под руководством Вильяма Си Лоува. При этом были использованы разработки других фирм: микропроцессор i 8088 корпорации Intel, операционная система DOS корпорации Microsoft.

В 1976 г. Стивом Джобсом и Стефаном Возняком была основана компания Apple Computer. Молодые люди, не имевшие законченного высшего образования, решили собрать первый персональный компьютер (ПК) и поскольку руководство фирм, в которых они работали, изобретением не заинтересовалось, решили основать собственную компанию. Преодолев финансовые трудности, вдвоем в помещении отцовского гаража С. Джобс с коллегой собрали первые ПК Apple I. Видные специалисты (например, Р. Нойс, Б. Хьюллет) не сумели правильно оценить перспективы ПК. Несмотря на это, Apple I имел большой успех. Еще больший успех пришелся на долю следующего ПК Apple II (1977 г. ) с цветным экраном. Серийный Apple I

В Научно-Исследовательском Инситуте Вычислительных Комплексов(НИИВК МРП) (Руководитель института КАРЦЕВ М. А. ), коллектив молодых сотрудников, во главе с главным конструктором ИОФФЕ А. Ф. в 1983 -84 вне плана разработали ПК АГАТ с использованием американского 8 -разрядного микропроцессора MCS 6502 (с частотой 1 Мгц). В качестве прототипа использовали самый распространенный школьный компьютер в США ПК APPLE II+. ПК АГАТ с самого начала имел один встроенный и один(два) дополнительно подключаемых 5 -дюймовых накопителя на магнитном диске (НГМД) производства Болгарии емкостью 143 кб и/или TEAC FD-55(Япония) емкостью 720 кб. Из-за отсутствия в стране необходимых дешевых кинескопов(ни цветных ни черно-белых) для мониторов, использовались цветные телевизоры ЮНОСТЬ и ЭЛЕКТРОНИКА. Имел совместимую с ПК APPLE II (США) и ПК ПРАВЕЦ 8 (Болгария) дисковую операционную систему(ДОС). В Новосибирске для ПК АГАТ была разработана русскоязычная программная система ШКОЛЬНИЦА специально для школы, с цветной графикой и языком РАПИРА анологичным языку ПАСКАЛЬ, русскоязычный текстовый редактор, и электронная таблица. ПК АГАТ имел все необходимые атрибуты, чтобы соответствовать ПК, и был, изначально, предназначен и поступал в первую очередь в школы.

Первый опытный ПК "Агат" 1984 год с цветным монитором (TV Юность)

"ПК-01 ЛЬВОВ" -Процессор: КР 580 ВМ 80 А -Быстродействие: 500 тыс. оп. /сек -Память: ОЗУ — 48 КБ, ПЗУ — 16 КБ -В ПЗУ интерпретатор Бейсик -Дисплей символьно-графический на базе бытового цветного телевизора, количество выводимых на экран символов 32 × 24, точек 256 × 256, количество цветов изображения — 4. Объём видеопамяти — 16 КБ. -Внешняя память: бытовой кассетный магнитофон -Клавиатура: 79 клавиш -Потребляемая мощность: 35 Вт

Был чуть слабее, чем "Львов", но обладал одним очень большим преимуществом- в комплекте с "Микрошей" поставлялся адаптер для подключения пк к любому телевизору через антенный вход. В то время, даже ч/б монитор был дефицитом.

БК - семейство советских 16 -разрядных домашних и учебных компьютеров. Производился серийно с января 1985 года. В 1990 году розничная цена на БК 0010 -01 в сети фирменных магазинов «Электроника» составляла 650 рублей, что было в 2 -3 раза выше заработной платы инженера. В качестве дисплея использовался бытовой черно-белый или цветной телевизор или, реже, специальный монитор, внешней памятью служил бытовой кассетный магнитофон.

Корвет- 8 разрядный персональный компьютер. Разработан сотрудниками Института ядерной физики Московского государственного университета. Выпускался серийно с 1988. ПК «Корвет» был принят Министерством образования СССР в качестве базового для обучения информатике в школе. На основе ПК «Корвет» выпускался комплекс учебной вычислительной техники (КУВТ), в который входило рабочее место преподавателя (ПК 8020, оборудован НГМД) и до 15 рабочих мест учащихся (ПК 8010), связанных в локальную сеть. Однако, серийное производство ПК было сопряжено с рядом трудностей, из-за чего компьютер «запоздал» и не получил ожидаемого широкого распространения. -Процессор: КР 580 ВМ 80 А на тактовой частоте 2, 5 МГц, быстродействие 625 тыс. оп. /с. -Память: ОЗУ — 64 КБ, ПЗУ — 8 -24 KБ, ГЗУ — 48 (3 слоя по 16 к) х 1 стр. / 192 (3 слоя х по 16 к) х 4 стр. , АЦЗУ — 1 КБ (16 х64) -Устройство вывода: монитор либо телевизор, текстовый режим 16 строк по 64 символа, графический режим 512 × 256, 16 цветов (текст и графика — отображаются параллельно) - Звукогенератор -Клавиатура: 80 клавиш - Внешняя память: бытовой кассетной магнитофон (2400 бит/с) Компьютеры «Корвет» могли быть объединены в локальную сеть, до 16 -ти машин в сети.

Учебный компьютер "УКНЦ"