2 Первая ЭВМ.................................................................................................................4
3 Поколения ЭВМ..........................................................................................................6
3.1 Первое поколение ЭВМ........................................................................................6
3.2 Второе поколение ЭВМ........................................................................................7
3.3 Третье поколение ЭВМ............................................................................................8
3.3.1 Мини-ЭВМ......................................................................................................9
3.4 Четвертое поколение ЭВМ....................................................................................10
3.4.1 Супер-ЭВМ.....................................................................................................12
3.5 Пятое поколение ЭВМ...........................................................................................13
История изобретения компьютеров
1 Как все начиналось
В конце XIX века Герман Холлерит в Америке изобрел счетно-перфорационные машины. В них использовались перфокарты для хранения числовой информации.
Каждая такая машина могла выполнять только одну определенную программу, манипулируя с перфокартами и числами, пробитыми на них.
Счетно-перфорационные машины осуществляли перфорацию, сортировку, суммирование, вывод на печать числовых таблиц. На этих машинах удавалось решать многие типовые задачи статистической обработки, бухгалтерского учета и другие.
Г. Холлерит основал фирму по выпуску счетно-перфорационных машин, которая затем была преобразована в фирму IBM - ныне самого известного в мире производителя компьютеров.
Непосредственными предшественниками ЭВМ былирелейные вычислительные машины.
К 30-м годам XX века получила большое развитие релейная автоматика, которая позволялакодировать информацию в двоичном виде.
В процессе работы релейной машины происходят переключения тысяч реле из одного состояния в другое.
В первой половине XX века бурно развивалась радиотехника. Основным элементом радиоприемников и радиопередатчиков в то время были электронно-вакуумные лампы.
Электронные лампы стали технической основой для первых электронно-вычислительных машин (ЭВМ).
2 Первая эвм
Первая ЭВМ - универсальная машина на электронных лампах построена в США в 1945 году.
Эта машина называлась ENIAC (расшифровывается так: электронный цифровой интегратор и вычислитель). Конструкторами ENIAC были Дж.Моучли и Дж.Эккерт.
Скорость счета этой машины превосходила скорость релейных машин того времени в тысячу раз.
Первый электронный компьютер ENIAC программировался с помощью штеккерно-коммутационного способа, то есть программа строилась путем соединения проводниками отдельных блоков машины на коммутационной доске.
Эта сложная и утомительная процедура подготовки машины к работе делала ее неудобной в эксплуатации.
Основные идеи, по которым долгие годы развивалась вычислительная техника, были разработаны крупнейшим американским математиком Джоном фон Нейманом
В 1946 году в журнале «Nature» вышла статья Дж. фон Неймана, Г. Голдстайна и А. Беркса «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства».
В этой статье были изложены принципы устройства и работы ЭВМ. Главный из них - принцип хранимой в памяти программы, согласно которому данные и программа помещаются в общую память машины.
Принципиальное описание устройства и работы компьютера принято называть архитектурой ЭВМ. Идеи, изложенные в упомянутой выше статье, получили название «архитектура ЭВМ Дж. фон Неймана».
В 1949 году была построена первая ЭВМ с архитектурой Неймана - английская машина EDSAC.
Годом позже появилась американская ЭВМ EDVAC. Названные машины существовали в единственных экземплярах. Серийное производство ЭВМ началось в развитых странах мира в 50-х годах.
В нашей стране первая ЭВМ была создана в 1951 году. Называлась она МЭСМ - малая электронная счетная машина. Конструктором МЭСМ был Сергей Алексеевич Лебедев.
Под руководством С.А. Лебедева в 50-х годах были построены серийные ламповые ЭВМ БЭСМ-1 (большая электронная счетная машина), БЭСМ-2, М-20.
В то время эти машины были одними из лучших в мире.
В 60-х годах С.А. Лебедев руководил разработкой полупроводниковых ЭВМ БЭСМ-ЗМ, БЭСМ-4, М-220, М-222.
Выдающимся достижением того периода была машина БЭСМ-6. Это первая отечественная и одна из первых в мире ЭВМ с быстродействием 1 миллион операций в секунду. Последующие идеи и разработки С.А. Лебедева способствовали созданию более совершенных машин следующих поколений.
Он способен выполнить любое задание: будь то распечатка текста или запуск космического корабля. Даже детям проще освоить компьютерный язык, нежели разбираться в премудростях родной речи. Интересно, когда появился первый компьютер, и стал лучшим помощником в работе и связующим звеном со всем миром.
Условия для создания «умной машины»
Мы оставим в стороне философскую часть и не станем останавливаться на рассмотрении древних механических изобретений, таких как арифмометры и прочие интересные технологии, послужившие прототипом вычислительных устройств. Даже в условиях элементарного программирования, они так и оставались чистой механикой, ограниченной по своему функционалу. Разговор же мы будем вести об электронных компьютерах, имеющих подобие процессора и способных выполнить обработку любого технически сложного задания. Также в круг наших вопросов войдет тема о том, в каком году появился первый компьютер.
Его появлению предшествовало развитие электронных ламп. Произошло это в начале прошлого века. О полупроводниковых транзисторах и микросхемах разговор в то время и не шел. Зато это был период появления ламповых диодов и различных усилителей. Они играли роль «кирпичиков» при работе с электронными схемами. Изобретателями такая возможность активно использовалась.
В каком году появился первый персональный компьютер
На протяжении долгого времени лидером в этой области была американская модель ENIAC. Работа над ней началась в 1943 году, продолжалась она в течение трех лет. Но уже на тот момент англичанами было не только создано, но и запущено вычислительное устройство, называвшееся «Колосс». Причем, количество этих аппаратов равнялось десяткам. У первого «Колосса» насчитывалось полторы тысячи ламп. Его целью была расшифровка сообщений немцев. Происходило это путем моделирования устройства шифровальной машины «Энигма».
Год 1944-ый – англичанами создана вторая версия Collosus Mark 2. Изобретателем «Колоссов» стал инженер-электронщик из Британии Томми Флауэрс. После исчезновения надобности в этих машинах Черчилем был издан приказ об их уничтожении и засекречивании информации. Поэтому о том, когда появился самый первый компьютер, мы узнали только в конце XX-го столетия.
Прародитель современной компьютерной техники
Английскому «Колоссу» не суждено было получить дальнейшее развитие, поэтому почетное место предшественника современного компьютера закрепилось за его ближайшим конкурентом – более известным и «продвинутым» американским компьютером ENIAC.
Появилось это устройство благодаря войне, вернее, необходимости рассчитывать траекторию полета артиллерийского снаряда. При наличии калькуляторов для расчета расстояния привлекался ни один десяток человек. При всех затраченных времени и силах результат не получался точным.
Джон У. Мочли и Дж. Преспер Экерт – таковы имена «родителей» американского чуда. Первый из них был физиком, лелеявшим мечту о постройке машины для метеопрогнозов, другой слыл самым настоящим техническим гением. У обоих была одна идея, и они одновременно попали в Высшее техническое училище Пенсильванского университета. И тогда обнаружилось совпадение интересов двух энтузиастов и военных структур: одни нуждались в мощной вычислительной машине, у других было желание трудиться над ее созданием.
В результате в апреле 1943 года армией были выделены средства на разработку машины. В ней нашли применение многие инновационные для того времени идеи, легшие в основу последующих поколений устройств.
Весивший 30 тонн, высотой 6 м. и длиной 26 м. «ЭНИАК» помещался один в целой комнате. При всех его характеристиках в памяти устройства находилось место для хранения только двадцати десятизначным числам.
Невзирая на наличие недостатков и сложностей, успешная эксплуатация ENIAC длилась девять лет, так как окончание войны не избавило от необходимости проведения точных расчетов.
EDVAC – так называлось следующее изобретение этой пары ученых. Отличалось оно большим удобством и продуманностью. Работы над этим детищем начались сразу же после готовности ENIAC. При разработке компьютера использовался принципиально новый подход – в его схеме для хранения данных и программ использовались специальные ячейки памяти.
Главным же на тот момент стало поразительное стечение обстоятельств. Для помощи ученым власти присоединили к команде Джона фон Неймана, бывшего не менее гениальным математиком. Работа этих талантов над одним проектом привела к ошеломительному результату. Компьютерная отрасль стала идти вперед гигантскими шагами, мы же так и работаем за машинами, которые используют принципы Джона фон Неймана.
Кстати, приобретение таких компьютеров было доступно только крупным предприятиям и учреждениям.
IBM PC: появление первых персональных компьютеров
Массовый выпуск в конце 70-х годов персональных компьютеров стал причиной падения спроса на большие ЭВМ и мини-ЭВМ. Это вызвало нешуточное беспокойство в фирме IBM, находящейся на лидирующих позициях по выпуску крупных моделей. Поэтому в 1979 году фирмой было принято решение об испытании своих сил на рынке ПК.
Первый персональный компьютер IBMPC был представлен широкой публике в августе 1981. Прошло немного времени, и он приобрел огромную известность среди пользователей. Понадобилась всего лишь пара лет, чтобы они заняли ведущее место в отрасли.
Итак, первый персональный компьютер, доступный широкому кругу пользователей, – это, конечно же, ENIAC. Все последующие стали его продолжением. Сегодня у нас вызывают усмешку прогнозы, сделанные популярным журналом Popular Mechanics (1949 год) о появлении компьютеров, весящих меньше 1,5 тонн. В течение ближайшего десятилетия они были востребованы, а каков вес любого смартфона последних моделей? Что можно сказать о его производительности? А ведь времени с момента первой разработки прошло совсем мало.
Когда появился первый компьютер, уже ни для кого не секрет. И первую ЭВМ точно не сравнить с современными машинами, .
Компьютер стал неотъемлемой частью жизни многих людей. Но когда-то ПК был экзотикой либо устройством, совершенно недоступным в силу высокой стоимости или секретности технологий. Однако со временем нашлись инициаторы превращения персонального компьютера в массовый девайс. Благодаря кому ПК стал доступным широкому кругу любителей цифровой техники, а также рядовым гражданам, тем, кто, казалось бы, вполне может обходиться без него? Какие компьютеры принято считать первыми в числе подобных решений?
Критерии первого места
Активные дискуссии касательно того, кто именно выпустил первый массовый персональный компьютер, не утихают до сих пор. Аргументы в пользу того или иного бренда, который изготовил продукт, ставший широко тиражируемым ПК, приводятся самые разные.
Специалисты считают ключевым критерием, который способен внести ясность в вопрос, исторические факты, отражающие конкретное время вывода того или иного продукта на массовый рынок. То есть какой компьютер стал раньше других продаваться (впоследствии став массовым) — тот и должен, по этой методологии, считаться первым. Поэтому наша главная задача — исследовать соответствующие исторические данные.
Первые ПК
Когда появились, собственно, первые ПК — неважно, массовые или единичные? Касательно данного вопроса дискуссии идут едва ли не более ожесточенные, чем в случае с определением тех компьютеров, которые приобрели безоговорочный статус широко тиражируемых. Разнятся версии, отражающие то, кем был выпущен первый ПК, и даже то, в каком государстве он появился. Так, есть сведения, что в 1968 году инженер из Омска, Арсений Анатольевич Горохов, запатентовал вычислительное устройство, по структуре очень схожее с современными ПК. В нем присутствовали монитор, системный блок с носителем данных, а также электронными компонентами, по функциям соответствующими материнской плате, оперативной памяти и видеокарте. Однако изобретение не пошло в производство.
Первый ПК от Apple
Распространена точка зрения, по которой первый полноценный ПК был изобретен все же в США, а именно — стараниями Стива Джобса и которые предложили миру инновационную концепцию ПК под брендом Apple в 1976 году.
Apple требовали существенных аппаратных дополнений — корпуса, монитора, клавиатуры. Но по факту оснащения ими могли вполне функционировать. Однако уже в 1977 году на рынок был выведен компьютер Apple II, вполне укомплектованный. Данные устройства, как считают многие IT-специалисты и энтузиасты компьютерной истории, вполне соответствовали статусу массовых. Что это значит? То, что ПК Apple образца 1976 года — это, возможно, и есть первый массовый персональный компьютер. За ним вскоре статус доступного широким кругам пользователей приобрел компьютер Apple II.
Первый ПК от IBM
Но в отношении рассматриваемой точки зрения активно приводятся самые разнообразные контраргументы. Среди них можно выделить те, что направлены на оспаривание статуса первенства Apple в аспекте вывода на рынок как такового ПК, полноценно укомплектованного. Так, известно, что в 1975 году — до того как появились устройства от Apple, компания IBM успела выпустить компьютер модели 5100. Он характеризовался наличием отдельного монитора, носителя данных, а также клавиатуры, и потому вполне соответствовал, как полагают энтузиасты компьютерной истории, статусу персонального. Вместе с тем его цена — более 20 тыс. долларов за штуку — несколько десятков американских зарплат, вероятно, не способствовала тому, чтобы это был первый массовый персональный компьютер.
IBM PC и критерии «массовости»
В 1981 году компания IBM выпустила на рынок несоизмеримо более доступное, чем модель 5100, но в то же время функциональное, а что особенно важно, обладающее вполне конкурентной концепцией устройство, получившее название IBM PC. Невероятный успех девайса позволил многим специалистам и любителям электроники охарактеризовать именно его как первый массовый персональный компьютер. Какого рода аргументы приводят сторонники подобной оценки?
Прежде всего, они призывают переосмыслить как таковой критерий «массовости». Безусловно, устройство от Apple исторически опередило многие конкурентные решения в части концепции доступного ПК, предложенного рынку. Однако стали особенно активно распространяться благодаря открытости: пользователь, купив ПК, мог модифицировать его в аспекте замены самых разных компонентов — процессора, памяти, жестких дисков. Поставщиком мониторов и дополнительных устройств мог быть любой бренд. Компьютеры Apple, в свою очередь, представляли собой закрытую платформу. Аналогично обстояли дела и в программном аспекте. Операционная система персонального компьютера в концепции IBM PC могла быть любой. В свою очередь, на устройства Apple должна была устанавливаться в общем случае фирменная ОС.
Две концепции
Таким образом, критерий «массовости» применительно к рынку компьютерной техники может пониматься разными способами. Компьютеры от Apple соответствуют ему в силу того, что с выходом первых устройств от бренда ПК стали доступны по цене широкому кругу пользователей. Говоря о рынке США - любому жителю со средней зарплатой. Компания IBM предложила американскому, а впоследствии и мировому рынку девайсы, которые, не считая ценовой доступности, могли свободно модифицироваться, копироваться на уровне концепции. Программное обеспечение персонального компьютера, соответствующего архитектуре IBM, также могло создаваться любым желающим и умеющим человеком.
Что ж, ответить на главный вопрос статьи мы можем двумя способами. Если говорить о том, когда и кем был разработан первый массовый персональный компьютер в принципе, то можно вполне назвать компанию Apple и одноименное устройство 1976 года пионерами рынка. Но мы знаем, что есть и иные критерии массовости, как-то открытость для любого разработчика аппаратных компонентов или ПО. Им, в свою очередь, соответствует продукт компании IBM. Таким образом, отвечая на вопрос, когда и кем был разработан первый массовый персональный компьютер, мы скажем — главную роль здесь сыграли фирма IBM и ее продукт IBM PC 1981 года.
Трактовка термина «персональный компьютер»
Есть различия в трактовке термина «персональный компьютер» и сопутствующая им разность версий, отражающих первенство того или иного бренда в части вывода ПК на рынок. Каковы точки зрения экспертов на этот счет?
Некоторые из специалистов обращают внимание на то, что сам по себе термин «персональный компьютер» существовал задолго до того, как появились рассматриваемые девайсы от Apple и IBM. По некоторым данным, впервые он был употреблен в отношении устройства Programma 101, выпущенного итальянской компанией Olivetti — опять же, к вопросу о стране происхождения первых ПК. Исходя из этого факта, первенство какому-либо из американских брендов — Apple или IBM отдавать некорректно.
Однако есть дискуссии относительно факторов, повлиявших на массовость распространения термина «персональный компьютер». Здесь версии расходятся фактически синхронно распределению мнений по поводу первенства IBM и Apple в аспекте вывода на рынок девайсов, доступных широким кругам пользователей. Сопоставлять их правомерность, вероятно, также не будет корректно.
Первые массовые компьютеры от Apple: характеристики
Однако вернемся к истории ПК. Мы определили, что по одной из трактовок термина «массовый» поставщиком первых ПК можно считать компанию Apple. Интересно изучить характеристики девайсов, которые американская корпорация вывела на рынок в 1976 и 1977 году. Apple был оснащен процессором MOS 6502, который работал на частоте 1 МГц. В ПК было установлено 4 КБ оперативной памяти, которую с помощью дополнительных плат можно было увеличить до 48 КБ. Практически те же характеристики были у Apple II.
Первые ПК от Apple: возможности
Что можно было делать на первых ПК от Apple? Может показаться, что процессоры персональных компьютеров соответствующего типа имеют весьма скромный показатель частоты.
Однако отмеченной производительности было достаточно для разработки программ, а также для игр — фактически первые коммерческие приложения соответствующего типа были, как отмечают некоторые историки и специалисты, написаны именно для Apple II. Компьютерные игры, благодаря ПК от Apple, стали доступны, таким образом, широкому кругу пользователей.
IBM PC: характеристики
Характеристики IBM PC, выпущенного в 1981 году, следующие. ПК был оснащен процессором Intel 8088, работающем на частоте 4,77 МГц. На компьютере можно было устанавливать до 640 КБ оперативной памяти. Управлялся ПК операционной системой IBM BASIC или PC-DOS.
Можно отметить, что в качестве ресурса для хранения данных в IBM PC использовались, главным образом, дискеты с диаметром в 5,25 дюйма. Позже в продаже появились ПК с кассетами. Однако IBM PC вскоре решила вопрос с подключением к компьютеру жесткого диска, выпустив отдельный модуль для него, через который можно было подавать питание. Так пользователи получили возможность подключать к ПК диски объемом порядка 10 МБ.
Модель IBM PC оказалась настолько удачной, что предложенная американской компанией концепция стала активно копироваться — как любителями, так и крупными бизнесами. Соответствующие решения именовались "IBM PC Compatible", то есть совместимые с изначальной платформой. Данный термин сохранил актуальность до сих пор.
На основе концепции IBM появились самые разные классы персональных компьютеров - «десктопы», моноблоки, ноутбуки. Многие специалисты считают, что архитектура также и мобильных девайсов, в целом, соответствует данной платформе, так как в них присутствуют процессоры, память, модули обработки видео и хранения данных.
Безусловно, оба бренда — Apple и IBM, внесли важнейший вклад в развитие компьютерной индустрии. По крайней мере, на мировом рынке ПК какие-либо конкурирующие концепции заметно себя не проявили. Фундаментальность обеих платформ предопределила их влияние, которое прослеживается до сих пор — практически во всех основных сегментах компьютерной техники и цифровых девайсов.
Преемственность концепций
Обе концепции — открытая и закрытая, предложенные IBM и Apple, сохраняют, таким образом, актуальность до сих пор. При этом большей массовостью, по мнению специалистов, характеризуется как раз таки платформа от IBM — в силу отмеченной выше открытости.
На современном рынке компьютерной техники есть термин "IBM PC-совместимый компьютер". Это не значит, что его обязательно выпускает компания IBM. Однако он вполне соответствует концепции, которую она предложила в 1981 году. Безусловно, на рынке появились самые разнообразные виды персональных компьютеров, однако с точки зрения принадлежности к платформе они могут быть так или иначе классифицированы как соответствующие концепции от IBM PC.
Платформа от Apple сохраняет статус закрытой. Аналогично обстоят дела с другими на которых присутствует бренд — в частности, в сфере мобильных гаджетов. Смартфоны и планшеты от Apple — iPhone, iPad характеризуются закрытостью платформы.
Можно отметить, что их основным конкурентом считается открытая концепция, основанная на использовании от Google. Таким образом, противостояние открытой и закрытой платформ фактически перенеслось с рынка ПК также и в сегмент мобильной электроники.
Появились после Второй мировой войны, когда открытия математиков и других ученых позволили воплотить в жизнь новый способ считывания информации. И хотя сегодня эти машины кажутся диковинными артефактами, именно они стали прародителями современных, привычных обывателю ПК.
Манчестерский "Марк I" и EDSAC
Первым компьютером в современном понимании этого слова стало устройство "Марк I", созданное в 1949 году. Его уникальность заключалась в том, что он был полностью электронным, а в его оперативной памяти хранилась программа. Это достижение британских специалистов было большим рывком вперед в многовековой истории развития вычислительных машин. Манчестерский "Марк I" включал в себя трубки Уильямса и магнитные барабаны, которые и служили хранилищем для информации.
Сегодня, спустя много лет, история создания первого компьютера вызывает дискуссии. Спорным остается вопрос о том, какую именно машину можно назвать первым компьютером. Манчестерский "Марк I" остается самой популярной версией, хотя есть и другие претенденты. Один из них - EDSAC. Без этой машины история возникновения компьютера как изобретения была бы совершенно другой. Если "Марк" появился в Манчестере, то EDSAC создавался силами ученых из Кембриджского университета. Этот компьютер был введен в эксплуатацию в мае 1949 года. Тогда на нем была выполнена первая программа, которая возвела в квадрат числа от 0 до 99.
Z4
Манчестерский "Марк I" и EDSAC предназначались для конкретных программ. Следующим шагом в эволюции вычислительных машин стал Z4. Не в последнюю очередь устройство отличала драматичная история создания. Компьютер был создан немецким инженером Конрадом Цузе. Работа над проектом началась на завершающем Это обстоятельство сильно затормозило данную разработку. Лаборатория Цузе была уничтожена во время налета авиации противника. Вместе с ней было утеряно все оборудование и предварительные результаты длительной работы.
Тем не менее талантливый инженер не сдался. Изготовление было продолжено уже после наступления мира. В 1950 году проект наконец был завершен. Долгой и тернистой оказалась история его создания. Компьютер тут же заинтересовал Швейцарскую высшую техническую школу. Она выкупила машину. Z4 заинтересовал специалистов неспроста. Компьютер обладал универсальным программированием, то есть был первым многофункциональным устройством подобного типа.
В том же 1950 году история создания компьютеров в СССР ознаменовалась не менее важным событием. В Киевском институте электротехники была создана МЭСМ - малая электронная счетная машина. Над проектом трудилась группа советских ученых, которой руководил академик Сергей Лебедев.
Устройство этой машины включало в себя шесть тысяч электрических ламп. Большая мощность позволяла браться за задачи, которые прежде были невиданными для советской техники. За секунду приспособление могло выполнять около трех тысяч операций.
Коммерческие модели
На первом этапе развития компьютеров их разработкой занимались специалисты из университетов или других государственных структур. В 1951 году появилась модель LEO I, созданная благодаря вложениям британской частной компании Lyons and Company, владевшей ресторанами и магазинами. С появлением этого устройства история создания компьютеров достигла очередного важного рубежа. LEO I первым использовался для обработки коммерческих данных. Его конструкция была схожа с конструкцией идейного предшественника EDSAC.
Первым американским коммерческим компьютером стал UNIVAC I. Он появился в том же 1951 году. Всего было продано сорок шесть таких моделей, стоимость каждой из которых составляла миллион долларов. Одна из них использовалась при переписи населения в США. Устройство состояло более чем из пяти тысяч электровакуумных ламп. В качестве носителя информации использовались линии задержки из ртути. На одной из них могло храниться до тысячи слов. При разработке UNIVAC I было решено отказаться от перфокарт и перейти на металлизированную магнитную ленту. С ее помощью устройство могло подключаться к коммерческим системам хранения данных.
«Стрела»
Тем временем у советских электронных была своя история создания. Компьютер «Стрела», появившийся в 1953 году, стал первым подобным серийным устройством в СССР. Новинка выпускалась на базе Московского завода счетно-аналитических машин. За три года производства было изготовлено восемь образцов. Эти уникальные машины были установлены в Академии наук, МГУ и конструкторских бюро, расположенных в закрытых городах.
«Стрела» могла совершать 2-3 тысячи операций в секунду. Для отечественной техники это были рекордные цифры. Данные хранились на магнитной ленте, которая вмещала до 200 тысяч слов. Разработчики устройства были удостоены Главный конструктор Юрий Базилевский также стал Героем Социалистического Труда.
Второе поколение ЭВМ
Еще в 1947 году были изобретены транзисторы. В конце 50-х гг. они пришли на смену энергозатратным и хрупким лампам. С появлением транзисторов у вычислительных машина началась новая история создания. Компьютеры, получившие эти новые детали, позже были признаны моделями второго поколения. Главное новшество заключалось в том, что печатные платы и транзисторы позволили значительно уменьшить размеры компьютеров, отчего те стали гораздо практичнее и удобнее.
Если раньше ЭВМ занимали собой целые комнаты, то теперь они уменьшились до пропорций офисных столов. Такой к примеру, была модель IBM 650. Но даже транзисторы не разрешили еще одной важной проблемы. Компьютеры по-прежнему были крайне дорогими, из-за чего они производились только на заказ для университетов, крупных корпораций или правительств.
Дальнейшая эволюция компьютеров
В 1959 году были изобретены интегральные схемы. Они положили начало третьему поколению компьютеров. 1960-е гг. стали переломными для ЭВМ. Их производство и продажа увеличились в разы. Благодаря новым деталям устройства стали дешевле и доступнее, хотя они по-прежнему не были персональными. В основном эти ЭВМ покупались компаниями.
В 1971 году разработчики Intel выпустили на рынок первый в истории микропроцессор На его основе появились компьютеры четвертого поколения. Микропроцессы разрешали несколько важных проблем, до того скрывавшихся в устройстве любой ЭВМ. Одна такая деталь выполняла все логические и арифметические операции, которые были записаны с помощью машинного кода. До этого открытия данная функция лежала на множестве мелких элементов. Появление единственной универсальной детали стало предвестием разработки небольших домашних компьютеров.
Персональные компьютеры
В 1977 году компания Apple, основанная Стивом Джобсом, представила миру модель Apple II. Ее принципиальное отличие от любых других предыдущих компьютеров заключалось в том, что устройство молодой калифорнийской компании предназначалось для продажи обычным гражданам. Это был прорыв, который еще совсем недавно казался просто неслыханным. Так началась история создания персональных компьютеров поколения ЭВМ. Новинка пользовалась спросом вплоть до 90-х гг. За этот период было продано около семи миллионов устройств, что было абсолютным рекордом того времени.
Последующие модели Apple получили уникальный графический интерфейс, привычную современным пользователям клавиатуру и многие другие новшества. Все тот же чуть сделал популярной компьютерную мышь. В 1984 году он презентовал свою самую успешную модель Macintosh, положившую начало целой линейке, существующей и сегодня. Многие открытия инженеров и разработчиков Apple стали базой для сегодняшних персональных компьютеров, созданных в том числе и другими производителями.
Отечественные разработки
Из-за того что все революционные открытия, связанные с ЭВМ, происходили на Западе, история создания компьютеров в России и СССР оставалась в тени иностранных успехов. Связано это было еще и с тем, что разработка подобных машин контролировалась государством, в то время как в Европе и США инициатива постепенно перешла в руки частных компаний.
В 1964 году появились первые советские полупроводниковые ЭВМ «Снег» и «Весна». В 1970-е гг. в оборонной промышленности стали использоваться компьютеры «Эльбрус». Они применялись в системе противоракетной обороны и ядерных центрах.
Сейчас использование персональных компьютеров от Apple, Samsung, HP, Dell и других производителей кажется нам чем-то абсолютно естественным. Однако меньше века назад среднестатистический человек не имел представления о компьютерных технологиях, и любые разработки, которые сегодня используются на каждом устройстве, становились настоящим прорывом в индустрии.
В этой статье мы поговорим о том, что представляли собой самые первые компьютеры в мире, кто и зачем их разрабатывал, каковы были их возможности, и насколько большой вклад в развитие технологий они привнесли.
Создание самых первых компьютеров
Самые первые компьютеры в мире занимали десятки квадратных метров, а их вес измерялся тоннами. Тем не менее, именно они позволили человечеству прийти к тем компактным и удобным устройствам, которыми мы пользуемся сейчас. Точного ответа на вопрос, какая ЭВМ действительно была самым первым компьютером, к сожалению, нет. Однако существуют несколько вариантов этого ответа, которые мы рассмотрим ниже.
Компьютер «Марк 1»
«Марк 1», также известный как ASCC (Automatic Sequence Controlled Calculator), был спроектирован и создан в 1941-ом году. В роли заказчика работ выступал Военно-морской флот США, а в качестве генерального подрядчика – компания IBM. Непосредственно разработкой устройства занимались пять инженеров, которыми руководил представитель американской армии Говард Эйкен. За основу при реализации проекта разработчики взяли аналитическую вычислительную машину, которую создал известный британский изобретатель Чарльз Бэббидж.
По своей сути «Марк 1» был усовершенствованным арифмометром, который можно было запрограммировать и который не требовал человеческого вмешательства непосредственно в сам процесс выполнения расчетов. Разработчики не учли всех преимуществ двоичной системы счисления, которой пользуется большинство современных компьютеров мира, и заставили машину оперировать десятичными числами.
Ввод информации в устройство выполнялся при помощи перфолент. Никаких условных переходов «Марк 1» выполнять не мог, и потому код каждой программы был очень длинным и громоздким. Программной возможности для создания циклов также не было: чтобы сделать петлю в коде, перфоленту с кодом в буквальном смысле слова нужно было «замкнуть», соединив ее начало и конец.
Физически ASCC имел следующий вид:
- длина порядка 17 м;
- высота свыше 2,5 м;
- вес около 4,5 тонн;
- 765 000 деталей;
- 800 км соединительных проводов;
- 15-метровый вал, обеспечивающий синхронизацию основных вычислительных элементов;
- электрический двигатель мощностью 4 кВт.
По настоянию главного исполнительного директора IBM Томаса Уотсона компьютер был помещен в корпус из нержавеющей стали и стекла, тогда как Говард Эйкен настаивал на прозрачном корпусе, чтобы оставить «внутренности» ЭВМ видимыми.
«Марк 1» умел работать с числами, длина которых составляла до 23 разрядов. На вычитание и сложение тратилось всего 0,3 с, на умножение – 6 секунд, на деление – 15,3 секунды, на выполнение тригонометрических функций и вычисление логарифмов – более минуты. На то время это было поразительное быстродействие, позволявшее за один день выполнять расчеты, на которые ранее потребовалось бы полгода. Поэтому на завершающем этапе Второй Мировой войны устройство довольно успешно использовалось американским флотом, после чего около 15 лет проработало в Гарвардском университете.
Споры о том, кто создал самый первый в мире компьютер, и когда это произошло, не утихают до сих пор. Как не сложно догадаться, в США первым «предком» современных ПК считают именно «Марк 1». Однако в действительности он начал работать примерно через 2 года после того, как немецкий инженер Конрад Цузе разработал свою ЭВМ Z3, представленную широкой общественности все в том же 1941-ом году. Кроме того, Цузе в принципе использовал более прогрессивные технологии (хотя бы двоичную систему счисления), тогда как «Марк 1», по оценкам ряда исследователей, устарел еще до того, как был создан.
Или все-таки Z3 от Цузе Конрада
Конрад Цузе – одна из самых важных фигур в истории всего компьютеростроения в мире, хотя он и трудился на благо Третьего рейха. Впрочем, главной мотивацией в своем труде Цузе считал бомбардировки Дрездена и других немецких городов, где оставалось преимущественно гражданское население, англо-американской авиацией. Работать над своими вычислительными машинами Конрад начал еще в 1930-ых годах, проходя обучение в Берлинском политехническом университете.
Его работы были основаны на нескольких, революционных на тот момент, идеях:
- Память должна быть разделена: одна ее часть должна отводиться под управляющие данные, другая – под вычисляемые.
- Числа должны быть представлены в двоичной системе счисления.
- Машина должна уметь работать с числами с плавающей запятой (тогда как «Марк 1» работал только с числами с фиксированной запятой). Стоит отметить, что алгоритм реализации этой идеи, который Цузе назвал «полулогарифмической записью», аналогичен применяемому на современных компьютерах.
Данные в Z3 вводились при помощи перфоленты. Все инструкции, которые могла выполнят машина, были разделены на три группы: арифметические операторы, память, и также ввод и вывод. Никаких ограничений на расположение инструкций в пределах перфоленты не накладывалось, при этом существовали две специфические команды — Ld и Lu – предназначенные для вывода информации на дисплей и чтения с клавиатуры соответственно.
Обе эти инструкции останавливали машину, чтобы оператор смог записать полученный результат, или ввести необходимое число. Условные переходы эта ЭВМ не поддерживала, а циклы, как и в случае с «Марк 1», приходилось реализовывать скреплением начала и конца перфоленты.
Основные характеристики машины сводятся к следующим:
- операция сложения выполнялась за 0,7 секунды;
- операции умножения и деления длились 3 секунды;
- устройство состояло из 2600 телефонных реле;
- тактовая частота Z3 составляла примерно 5,33 Гц;
- устройство потребляло 4 кВт энергии;
- его размер был примерно в два раза меньше, чем габариты «Марк 1»;
- его вес составлял 1 тонну.
Машина просуществовала до 1944-го года и помогала Третьему рейху производить сложные расчеты для фашистской авиации. В 1944-ом году ЭВМ сгорела вместе с проектной документацией после одной из очередных авиабомбардировок. Впрочем, вскоре Конрад Цузе создал Z4, а компьютер Z3 был в 1960-ом году реконструирован силами компании «Zuse KG». Но это уже совсем другая история.
Непредвзятые критики сходятся на том, что статус первого свободного программируемого и работоспособного компьютера в мире по праву принадлежит именно Z3, а все попытки опровергнуть это утверждение – псевдопатриотическая спекуляция представителей отдельных стран. Вряд ли когда-то будет положен конец этим дискуссиям, однако однозначно можно сказать следующее: если «Марк 1» устарел еще до своего выпуска, то в Z3 были реализованы многие технологии и принципы, которые начали применяться в компьютерах будущего.
Первая в СССР и континентальной Европе электронно-вычислительная машина
Первой ЭВМ на территории СССР и континентальной Европы считается разработка под названием «МЭСМ», что расшифровывается как «Малая электронная счетная машина». Устройство было создано в Украине, в лаборатории вычислительной техники киевского Института электротехники. Проект реализовывался под руководством академика Сергея Лебедева.
Над созданием ЭВМ Сергей Алексеевич, как и Цузе, начал задумываться еще в 30-ых годах прошлого века. Однако вплотную приступить к этой работе он смог только после войны, да и то не в самых лучших условиях: Институту электротехники предоставили помещения монастырской гостиницы в Феофании (на расстоянии около 10 км от Киева), в полуразрушенном доме.
Однако отечественным инженерами удалось более-менее отремонтировать здание, и всего за три года создать и наладить МЭСМ. При этом над проектом трудились всего лишь 12 инженеров, а также 15 монтажниц и техников, которые помогали им по мере необходимости. Машина имела следующие характеристики:
- занимала комнату площадью порядка 60 квадратных метров;
- могла совершать 3000 операций в минуту, что по тем временам было невероятным показателем;
- работала на 6000 электронных ламп, которые потребляли 25 кВТ;
- могла выполнять сложение, вычитание, деление, умножение и сдвиг с учетом сравнения по абсолютной величине, знака, передачи чисел с магнитного барабана, передачи управления и сложения команд.
Как не сложно догадаться, 6000 ламп обеспечили в помещении практически тропический климат. Тем не менее, МЭСМ вплоть до 1957-го года успешно использовалась в большом количестве научных исследований: в области космических полетов, термоядерных процессов, механики, дальних линий электропередач и так далее.
Другие самые первые системы
«Марк 1» и Z3 – это далеко не все участники спора за титул самого первого компьютера в мире. Учитывая, что в середине двадцатого века разработка компьютерных технологий начала развиваться в геометрической прогрессии, и ЭВМ приобретали все больше признаков современных компьютеров, многие исследователи отдают первое место в этом своеобразном «рейтинге» и тем системам, о которых речь пойдет ниже.
Вычислители Eniac
Электронный цифровой вычислитель ЭНИАК начали разрабатывать в 1943-ем году, а закончили – в 1945-ом. Над его созданием трудились ученые из Пенсильванского университета Джон Эккерт и Джон Мокли. Заказ на разработку ЭНИАКа выполнила Армия США, которой нужно было устройство для точного расчета таблиц стрельбы. Но из-за того, что компьютер собрали только к концу войны, его предназначение пришлось поменять: с 1947-го по 1955-ый годы его использовала Лаборатория баллистических исследований Армии США, которая с помощью ENIAC выполняла различные расчеты при разработке термоядерного оружия. Примечательно, что первыми программистами этого компьютера стали шесть девушек.
Первые коммерческие экземпляры UNIVAC
Условно первый компьютер серии UNIVAC (UNIVersal Automatic Computer I) считают первой коммерческой ЭВМ в США, и третей – во всем мире. Его разработкой занимались те же Джон Эккерт и Джон Мокли, по заказу ВВС США и Армии США в сотрудничестве с Бюро переписи населения. Разработка UNIVAC I производилась с 1947-го по 1951-ый годы. Первую ЭВМ этой серии официально продали именно Бюро, несколько других десятков экземпляров появились в частных корпорациях, правительственных учреждениях и трех американских университетах. UNIVAC I использовал двоично-десятичную арифметику, 5200 электровакуумных ламп с потреблением 125 кВт электричества, и весил 13 тонн. В одну секунду он мог осуществлять 1905 операций. Для его размещения требовалась комната площадью 35,5 квадратных метров.
Первый компьютер от Apple
Первая ЭВМ от именитого «яблочного» бренда носила название «Apple I» и была выпущена в 1976-ом году. Ключевой новинкой, использованной при создании этого компьютера, стала возможность вводить информацию с клавиатуры с ее мгновенным отображением на дисплее. Во время презентации устройства проявился ораторский и предпринимательский талант Стива Джобса, тогда как непосредственно разработкой Apple I занимался его стеснительный приятель Стив Возняк. Эта ЭВМ была полностью собрана на монтажной плате, которая состояла примерно из тридцати микросхем, из-за чего ее порой называют самым первым полноценным ПК в мире.
Цена самого первого компьютера
Стоимость разработок первых ЭВМ в мире была существенно выше, чем актуальные расценки на компьютеры среднего ценового сегмента. Так, в создание «Марк 1» было вложено порядка 500 000 долларов. Z3 обошелся Третьему рейху в 50 000 рейхсмарок, что по курсу тех времен составляло примерно 20 000 долларов. На создание ЭНИАКа разработчики запросили 61 700 долларов. А для выполнения первого заказа на Apple I, сделанного Полом Терреллом, Джобсу и Возняку понадобилось 15 000 долларов. При этом первые модели «яблочного» компьютера продавались по 666,66 долларов за штуку.
Видео «Первый компьютер»
Вся предоставленная выше информация была взята из открытых источников, преимущественно – из свободной энциклопедии «Википедия».
