vesnat.ru страница 1
скачать файл
Ватаманюк А. Компьютер своими руками. – СПб.: Питер, 2004.

История появления и развития компьютера

Точно сказать, где и когда был сделан первый компьютер, не может никто. Даже простейшие счеты можно считать компьютером: слово «компьютер»- означает «вычислитель», то есть так можно назвать любое устройство, предназначенное для вычислений.

Необходимость в подобных приспособлениях возникла очень давно: уже тысячи лет назад человечество использовало для выполнения различных расчетов палочки, камешки и другие подручные средства.

Поистине революционным событием в истории было появление приборов, объединяемых общим названием абак (рис. 1.1).

Абак представлял собой дощечку, глиняную плитку или просто чертеж на земле. Главное, что на нем обязательно отмечались места (колонки или строчки) для отдельных разрядов чисел.

Рис. 1.1. Абак, напоминающий дошедшие до наших дней конторские счеты


Впервые об абаке упоминает Геродот. Многочисленные варианты этого приспособления были широко распространены в античности, им пользовались в Древнем Риме, Вавилоне, Китае и других странах. Математическая задача в те времена считалась решенной лишь в том случае, если ее решение можно бы продемонстрировать на абаке!

Важный вклад в дело совершенствования «вычислителей» внес в начале XVII века шотландский математик Непер, который изобрел специальные счетные палочки, с их помощью можно было выполнять даже умножение двух чисел!

У Непера оказалось немало последователей: они совершенствовали его изобретение, придумывая при этом остроумные и удобные для работы конструктора. До создания механического счетного устройства оставался последний шаг.

И он был сделан в 1642 г. Блезом Паскалем, который изобрел прибор, способный складывать и вычитать (говорят, Паскаль подарил свою машинку отцу для подсчета налогов). Небольшой латунный ящик величиной 36x13x8 см (рис. 1.2) было удобно носить с собой.

В 1653 г. Готфрид Вильгельм фон Лейбниц сконструировал прибор, который позволял выполнять уже четыре арифметических действия. Но машине Лейбница требовался для установки специальный стол, так как она имела внушительные размеры — 100x30x20 см.

Естественно, что Паскаль, Лейбниц и другие изобретатели строили свои счетные машины в одном или нескольких экземплярах. Потому они и не находи практического применения.



Рис. 1.2. Счетная машина Блеза Паскаля, 1642 год


Первый «коммерческий» механический калькулятор создал в 1818 г. француз Карл Томас, уделивший основное внимание технологичности механизма. Автор назвал свое детище, способное выполнять операции сложения, вычитания, ум­ножения и деления, арифмометром.

Уже через три года в мастерских Томаса изготовили 16 арифмометров, а затем их выпуск был доведен до сотни в год. Большая часть (60 %) машин вывозилась за пределы Франции. Таким образом, Томас положил начало счетному машино­строению: его арифмометры выпускали в течение ста лет, постоянно совершен­ствуя и меняя названия.

Начиная с XIX в. арифмометры распространились очень широко. На них выпол­нялись и простые, и очень сложные вычисления (например, расчеты баллисти­ческих таблиц для артиллерийских стрельб). Существовала даже особая профес­сия — «счетчик»: человек, работающий с арифмометром. От него требовалось быстро и точно повторять необходимые действия в определенной последователь­ности (позже список таких действий стали называть программой). Но масштаб­ные расчеты производились очень медленно — десяткам счетчиков приходилось работать по несколько недель, а то и месяцев. Причина проста: выбор выполня­емых действий и запись результатов производились человеком, а его скорость весьма ограничена...

Так, неспеша человечество подошло к созданию механического компьютера. Эта машина, придуманная Чарльзом Бэббиджем, профессором математики Кемб­риджского университета, могла решать простые уравнения различными метода­ми. Изготовив к 1822 г. (после 10 лет кропотливого труда!) небольшую рабочую модель своего компьютера и продемонстрировав ее британскому правительству, Бэббидж получил средства на дальнейшие исследования. Уже к 1823 г. устрой­ство стало паровым, полностью автоматическим и даже распечатывало резуль­таты расчетов в виде таблицы. Работа над проектом продолжалась еще 10 лет, и в 1833 г. был создан первый «многоцелевой» компьютер (рис. 1.3), названный аналитической машиной. Он мог оперировать числами с 50 десятичными знака­ми и сохранять в памяти до 1000 таких чисел.

Программы для аналитической машины Бэббиджа записывались с помощью пер­фокарт. В 1890 г. эта идея получила развитие в Tabulating Mashine Company,позднее известной как IВМ. Но не только IВМ использовала перфокарты (как для ввода и вывода данных, так и для их хранения): в период господства «перфокарточных» компьютеров разными фирмами были созданы системы, которые обрабатывали до 250 карт в минуту!

Рис. 1.3. Аналитическая машина Бэббиджа, 1833 год


Верой и правдой прослужив человечеству несколько десятилетий, механические компьютеры были вытеснены электронными.

Первым электронным компьютером можно считать специализированную си­стему для решения задач математической физики, созданную в 1942 г. Джо­ном В. Атанасовым в колледже штата Айова, США. В этом устройстве в каче­стве переключателей использовались вакуумные лампы.

В 1945 г. математик Джон фон Нейман доказал, что компьютер представляет собой целостную физическую структуру и может эффективно выполнять лю­бые вычисления без изменения аппаратного обеспечения. Эта идея получила дальнейшее развитие в виде хранимых в памяти компьютера программ.

Военным требовались все более совершенные вычислительные машины. В 1946 г. в Пенсильванском университете Джоном Мошли и Дж. Преспером Эксртом была создана электронно-вычислительная машина ENIAS (Electrical Numerical Integrator and Calculator, рис. 1.4).

Она работала с 10-разрядными числами и выполняла 300 операций в секунду. Производительность у компьютера ЕМIАС была в тысячу раз выше, чем у механических и электромеханических устройств!




Рис. 1.4. Блок первого электронного компьютера ENIAC, 1946 год


Его конструкция состояла из 17 468 ламп, 70 тыс. резисторов, 10 тыс. конденсаторов, 1500 реле и 6 тыс. руч­ных переключателей. Он занимал около 500 м2, весил порядка 30 т и имел по­требляемую мощность в 180 кВт.

У ENIAC было немало слабых мест: управление осуществлялось с помощью ком мутационной панели, и у него отсутствовала память; поэтому, чтобы задать программу, приходилось в течение нескольких часов (или даже дней!) нужным образом подсоединять провода. Кроме того, подлинным бедствием была ужасающая ненадежность компьютера: за день работы выходило из строя с десяток вакуумных ламп.

Коммерческая эксплуатация компьютеров началась в 1947 г. с появлением систе­мы UNIVAC (до этого они использовались только в научных и военных целях). В них устанавливалась оперативная память для хранения некоторых программ и часто используемых данных; программирование осуществлялось с помощью машинного языка.

После появления UNIVAC темпы эволюции компьютеров заметно ускорились: на смену вакуумным лампам пришли меньшие по размерам и более эффективные транзисторы. Первым компьютером нового поколения был ТRADIС (ТКАпsistor Digital Computer, рис. 1.5), созданный в США в 1955 г. Веll LaЬs изготовила его для американских военно-воздушных сил. В ТКАDIС было 700 транзисторов и 10 тыс. германиевых диодов. В течение двух лет было выпущено 17 аналогич­ных систем.

В 1956 г. компания IВМ выпустила первый компьютер с накопителем информа­ции на магнитных дисках. Эта система называлась IВМ 350 Disk File (рис. 1.6), состояла из 50 магнитных дисков на общей оси и могла хранить 5 млн 7-битных символов (примерно 4,4 Мбайт данных). Для 1956 г. такой объем информации был огромным. Компания сдавала систему IВМ 350 Disk File в аренду за 35 тыс. долларов в год.

Рис. 1.5. Компьютер на полупроводниковых транзисторах и диодах



Рис. 1.6. Компьютер IВМ 350 Disk file


В 1959 г. в компании Техаs Instruments изобрели интегральную схему — проводниковое устройство, в котором без проводов соединяется несколько положенных на одном кристалле транзисторов. В первой интегральной схеме их было всего шесть, в современных схемах — десятки миллионов.

Что касается отечественного «компьютеростроения», то первым советским перкомпьютером на полупроводниках был БЭСМ-6 (до этого существовали релейно-ламповые компьютеры МЭСМ и БЭСМ), созданный под руководством С. А. Лебедева и принятый в эксплуатацию в 1965 г. В нем было установлено 60 тыс. транзисторов и 180 тыс. диодов.

БЭСМ-6 выпускался 17 лет и успешно использовался в различных областях науки и промышленности в частности в комплексах управления космическими полетами.

Рис. 1.7. Советский суперкомпьютер БЭСМ-6


Так с развитием научно-технического прогресса развивались «вычислители». Из глиняных и деревянных устройств они превратились в механические и паровые, а потом и вакуумные. Поворотной точкой стало изобретение полупроводнико­вых микросхем, которые позволили настолько уменьшить и удешевить компью­тер, что у него появился шанс стать предметом массового потребления

Рис. 1.8. Первый компьютер с графическим дисплеем и мышью


В 1974 г. компания Хегох представила Хerох Аltо (рис. 1.8) — первую серийную систему, которая комплектовалась мышью и имела графический интерфейс.

Вот мы и подошли к самому главному моменту в истории вычислительной техники — появлению персонального компьютера.

12 августа 1981 г. на пресс-конференции в Нью-Йорке был представлен модели 5150 (рис. 1.9), выпуск которого положил начало понятию «IBM-совместимый компьютер» (он выпускался 1ВМ и по ее лицензии другими компаниями).

IВМ РС 5150 работал на процессоре Intel 8088 с тактовой частотой 4,77 и имел 64 Кбайт оперативной памяти. Компьютер был оснащен флоппи-дисководом для односторонних 5,25-дюймовых дискет емкостью 160 Кбайт. Кроме того, в него можно было дополнительно установить жесткий диск... Баз модель продавалась за 2880 долларов.



Продажи новинки начались осенью 1981 г., и фактически IВМ РС стал эталоном коммерческого персонального компьютера.

Рис. 1.9. Первый персональный компьютер — IВМ РС 5150
Дальнейшая история развития компьютеров сводилась к постепенной миниатюризации и наращиванию мощности систем.
скачать файл



Смотрите также:
История появления и развития компьютера
72.45kb.
История появления заменителей сахара
643.73kb.
Темы рефератов История развития интегральных микросхем. Факторы прогресса технологии их производства и основные вехи истории применения микросхем
23.95kb.
2. Необходимые и достаточные условия появления ошибок контроля
105.7kb.
«Магистрально-модульный принцип построения компьютера»
29.79kb.
«Устройства компьютера»
86.08kb.
Основное содержание история как наука
146.28kb.
Лудомания. Влияние компьютерных игр на формирование психологической зависимости от компьютера
16.43kb.
У: История вычислений уходит своими корнями в глубь веков так же, как и история развития человечества
45.9kb.
Память компьютера
68.71kb.
Функциональная схема компьютера. Основные устройства компьютера и их функции
63.9kb.
История развития причесок. Подбор причесок по типу лица
171.33kb.