Было ли много компьютеров в середине 20 го века
Обновлено: 04.07.2024
Электронные устройства начали появляться с середине \(XX\) века. Наряду с механическими устройствами стали использоваться электромеханические реле.
В \(1944\) году под руководством американского математика и физика Говарда Айкена была запущена машина под названием « Марк-1 ». Она была выпущена по контракту с фирмой IBM и впервые реализовала идеи Чарльза Бэббиджа.
В середине \(50\)-х годов под руководством Н.И. Бессонова была сконструирована машина РВМ-1 . Это была одна из самых мощных релейных машин, которая выполняла до \(20\) умножений в секунду.
Электронные машины быстро вытеснили релейные, т.к. были более производительными и надёжными.
В конце \(30\)-х годов в США, Германии, Великобритании начинается активная работа над разработкой электронных устройств. К этому времени электронные лампы, ставшие технической основой устройств обработки и хранения цифровой информации, уже широко применялись в радиотехнических устройствах.
Первой действующей ЭВМ стал ENIAC (США, \(1945 – 1946\) гг.). ENIAC в переводе означает «электронно-числовой интегратор и вычислитель».
Руководили её созданием Джон Моучли и Преспер Эккерт , продолжившие начатую в конце \(30\)-х годов работу Джорджа Атанасова .
Вес ENIAC был около \(30\) тонн, состоял из \(17 468\) ламп, \(70 000\) резисторов и \(10 000\) конденсаторов. Сейчас, конечно, вычислительная мощность ENIAC , в сравнении даже с нашими домашними ПК, смешная: около \(5000\) операций сложения в секунду. Такая машина потребляла столько энергии, сколько могло бы хватить на обеспечение небольшого предприятия.
Рис. \(3\) Секретный британский компьютер Колосс, запущенный в \(1944\) году
Вводить информацию в такие компьютеры приходилось с помощью специальных коммутирующих устройств очень сложным образом, при этом программа в памяти компьютера не сохранялась.
Джон фон Нейман — венгро- американский математик, который сформулировал принципы работы ЭВМ.
Одним из самых важных принципов оказался принцип хранимой программы. Каждая команда в программе кодировалась двоичным кодом и могла быть помещена в память компьютера. Джон фон Нейман также разработал классическую архитектуру ЭВМ. Первая ЭВМ с хранимой программой EDSAC была построена в Великобритании в \(1949\) г.
В \(1951\) г. была создана первая отечественная машина первая — МЭСМ («малая электронно-счётная машина»). Проектом руководил советский конструктор вычислительной техники Сергей Александрович Лебедев .
Одной из самых лучших машин своего времени была БЭСМ-6 («большая электронно-счетная машина, \(6\)-я модель»), созданная в середине \(60-х\) годов и долгое время бывшая базовой машиной в обороне, космических исследованиях, научно-технических исследованиях в СССР.
Кроме машин серии БЭСМ выпускались и ЭВМ других серий — « Минск », « Урал », М-20 , « Мир » и другие, созданные под руководством И.С. Брука и М.А. Карцева, Б.И. Рамеева, В.М. Глушкова, Ю.А. Базилевского и других отечественных конструкторов и теоретиков информатики.
Первая счетная машина, которую с натяжкой можно назвать компьютером, была изобретена в 1922 году профессором-математиком из Англии Чарльзом Бэббиджем. Под руководством Говарда Эйкснома четыре специалиста из компании IBM приступили в 1941 году к созданию ЭВМ под названием «Марк-1». За алгоритм действий взяли схему вычислений Чарльза Бэббиджа.
Современный социум настолько зависим от компьютерных технологий, что невозможно себе представить, как люди жили раньше. Причём самый первый компьютер в мире появился относительно недавно, в середине ХХ века. Прототипы абсолютно не схожи с нынешними устройствами.
ЭВМ были громоздкими, а некоторые занимали по несколько аппаратных комнат. Но даже крупные размеры и примитивные вычисления заставляли население планеты восторгаться техническим открытием. Никто не подозревал, что это был прорыв в мир информатики. Кто же стал пионером в индустрии программного обеспечения и какие функции выполняли первые машины?
Машина Чарльза Бэббиджа
Английский профессор математики и изобретатель Чарльз Бэббидж был одержим вычислительными науками. Ещё в молодости 21-летний учёный впервые задумался о вычислительной машине, а это был 1812 год. На основании многолетних трудов по совершенствованию вычислительных таблиц он придумал механизм, который бы свободно производил сложения разностным методом. Так появилась разностная машина. К 1822 году Чарльз собрал свою первую, Малую разностную машину. Аппарат, состоящий из множества шестерёнок, был представлен Королевскому Астрономическому обществу.
Чарльз Бэббидж был слабым в юношестве, при этом он увлекался паранормальными явлениями и неоднократно пытался установить контакт с потусторонним миром.
К 1854 году математик сумел создать несколько аналогичных разностных машин и даже одну из них продал. Затем он принялся за разработку аналитической машины, работа которой была основана на металлических числовых перфокартах. Но довести дело до конца он не смог. Не хватило финансирования. Остатки жизни учёный посвятил философии и скончался в 79 лет.
История создания компьютера «Марк-1»
Первая ЭВМ, которую можно назвать компьютером, была создана американскими учёными математиками из Гарвардского университета. Под руководством Говарда Эйкснома четыре специалиста из компании IBM приступили в 1941 году к созданию ЭВМ. За алгоритм действий взяли схему вычислений Чарльза Бэббиджа. В конце лета 1944 года учёные продемонстрировали работу своего изобретения. Компьютеру было присвоено название «Марк 1», состоящее из букв имён создателей. Аппарат остался в Гарварде и успешно эксплуатировался.
На создание «Марк 1» была затрачена баснословная по тем временам сумма $500 000. Для размещения всех узлов и элементов был создан специальный 17-метровый корпус из стекла и нержавеющих перекрытий. Высота сооружения составила 2,5 метра. Масса компьютера оценивалась в 5 тонн. В целом «Марк 1» насчитывал 765 000 узлов и деталей. Для соединения контактов были использованы провода общей протяжённостью 800 километров.
Первая советская модель
К середине ХХ века СССР был измождён Второй мировой войной, но отставать от Запада он не хотел. Советскими учёными и инженерами велись работы над отечественной ЭВМ. За 5 послевоенных лет удалось разработать и запустить устройство с названием «Малая электронная счётная машина» (МЭСМ). Аппарат уместился на площади 60 м². Он состоял из 6 тыс. ламп и потреблял мощность 25 кВт. Фото первого компьютера СССР удивило Западную Европу, так как таких машин там ещё не было.
МЭСМ выполняла около 3 тыс. вычислительных операций в секунду. Изначально советская ЭВМ поступила в распоряжение учёных для исчисления сложных задач. Через пару лет МЭСМ перевели в статус учебного пособия. А в 1959 году машину демонтировали. Дело в том, что уже в 1952 году советские учёные выпустили более совершенную модель компьютера — Большая электронная счетная машина (БЭСМ). В новой версии увеличили количество ламп до 12 тыс. Как следствие, выросло число операций, до 10 тыс. за 1 секунду.
Всем спасибо!
Ставьте лайки, если статья вам понравилась, подписывайтесь на канал, у нас еще много удивительных фактов. Задавайте вопросы в комментариях и делитесь статьей в соц. сетях.
Электронные вычислительные машины того времени представляли из себя массивные конструкции весом в несколько тонн. Каждый новый этап развития ЭВМ был связан не только с техническим прогрессом, но и с программным. Взять хотя бы Windows, который пришел на смену "бездушному" DOS.
Именно IBM, годом основания которой считается 1889 год, внесла огромный вклад в развитие компьютерной техники. Ее прародительница, корпорация CTR (Computing Tabulating Recording) включала в себя сразу три компании и выпускала самое различное электрическое оборудование: весы, сырорезки, приборы учета времени. После смены директора в 1914 году компания начала специализироваться на создании табуляционных машин (для обработки информации). Спустя 10 лет CTR поменяло свое название на International Business Machines или IBM.
Еще в 1888 году инженер Герман Холлерит, основатель IBM, создал первую электромеханическую счетную машину - табулятор, который мог считывать и сортировать данные, закодированные на перфокартах (бумажных карточках с отверстиями). Его даже использовали при переписи населения в 1890 году в США.
При этом история компьютеров IBM началась спустя более полувека, в 1941 году, когда был разработан и создан первый программируемый компьютер "Марк 1" весом порядка 4,5 тонн, 17 метров в длину, 2,5 метра – в высоту. Президент IBM вложил в него 500 тысяч долларов. Впервые "Марк 1" был запущен в Гарвардском университете в 1944 году. Чтобы понять, насколько сложна была конструкция машины, достаточно сказать, что общая длина проводов составила 800 км. При этом компьютер осуществлял три операции сложения и вычитания в секунду.
Первое поколение ЭВМ
Первая ЭВМ, основанная на ламповых усилителях, под названием "Эниак" была создана в США в 1946 году. По размерам она была больше, чем "Марк 1": 26 метров в длину, 6 метров в высоту, а ее вес составлял около 30 тонн. При этом по производительности "Эниак" в 1000 раз превышала "МАРК-1", а на ее создание ушло почти 500 тысяч долларов. Но у нее были существенные недостатки: очень мало памяти для хранения данных и долгое время перепрограммирования – от нескольких часов и до нескольких дней.
Кстати, среди создателей "Эниак" был ученый Джон фон Нейман, предложивший архитектуру ЭВМ, заложенную в компьютерах с конца 1940-х до середины 1950-х годов. Именно он осуществил переход к двоичной системе счисления и хранению полученной информации.
В 1951 году появился первый коммерческий компьютер UNIVAC, и уже в 1952 году вышел "IBM 701". Это был первый крупный ламповый научный коммерческий компьютер, причем создали его достаточно быстро – в течение двух лет. Его процессор работал значительно быстрее, чем у UNIVAC - 2200 операций в секунду против 455. В одну секунду процессор "IBM 701" мог выполнять почти 17 тысяч операций сложения и вычитания.
Второе поколение ЭВМ
Второе поколение ЭВМ использовало в своей основе транзисторы, созданные в 1947 году. Это была очередная революция, в результате которой существенно уменьшились размеры и энергопотребление компьютеров, так как сами биполярные транзисторы в разы меньше вакуумных ламп.
В 1959 году появились первые компьютеры IBM на транзисторах. Они были надежны, и ВВС США стали использовать их в системе раннего оповещения ПВО. А в 1960 году IBM разработала мощную систему Stretch или "IBM-7030". Она была и вправду сильна – создатели добились 100-кратного увеличения быстродействия. В течение трех лет он был самым быстрым компьютером в мире. Однако со временем IBM уменьшила его стоимость, а вскоре и вовсе сняла с производства.
Третье поколение ЭВМ
Третье поколение компьютеров связано с использованием интегральных схем (в которых используется от десятков до сотен миллионов транзисторов), впервые изготовленных в 1960 году американцем Робертом Нойсом.
В 1964 году IBM объявила о начале работы над целой линейкой IBM System/360.
System/360 хорошо продавалась даже спустя шесть лет после анонса системы. За 6 лет IBM выпустила более 30 тысяч машин. Однако затраты на разработку System/360 были очень велики - около пяти миллиардов долларов. Таким образом, System/360 заложила фундамент для следующих поколений, первым из которых был System/370.
Четвертое поколение ЭВМ
Четвертое поколение связано с использованием микропроцессоров. Первый такой микропроцессор под названием "Intel-4004" был создан в 1971 году компанией Intel, до сих пор остающейся в лидерах. Спустя 10 лет IBM выпустила первый персональный компьютер, который так и назывался IBM PC. Самая дорогая конфигурация стоила 3000 долларов и предназначалась для бизнеса, а конфигурация за 1500 долларов – для дома.
Процессор Intel 8088 работал на частоте 4,77 МГц (сейчас этот показатель в тысячи раз больше), а объем ОЗУ - 64 кбайта (сейчас – в миллионы раз больше). Для хранения информации использовались 5,25-дюймовые флоппи-дисководы. Жесткий диск нельзя было установить из-за недостаточной мощности блока питания.
Интересно, что разработкой компьютера занимались всего четыре человека. Причем IBM не запатентовала ни операционную систему DOS, ни BIOS, что породило огромное количество клонов. Уже в 1996 году IBM уступило первое место по продажам ПК на ею же основанном рынке.
Несмотря на то, что современные гаджеты сильно отличаются по характеристикам от своего предшественника, все они относятся к тому же поколению ЭВМ.
Основные толчки для развития компьютеров дала наука (появление ламп, а затем транзисторов). В настоящее время распространяется ввод информации с голоса, общения с машиной на человеческом языке (приложение Siri в iPhone) и активная работа над роботами. Основное мнение, что будущее – за квантовыми компьютерами, которые будут использовать в своей основе молекулы и нейрокомпьютерами, использующими центральную нервную систему человека и непосредственно его мозг. Однако для того, чтобы эти технологии появились, необходимо досконально изучить эти системы.
Абак (V-IV вв. до н.э.)
Паскалина
Модель ступенчатого вычислителя Лейбница
Английский математик Чарльз Бэббидж разработал устройство, которое не только выполняло арифметические действия, но и сразу же печатало результаты. В 1832 г. была построена десятикратно уменьшенная модель из двух тысяч латунных деталей, которая весила три тонны, но была способна выполнять арифметические операции с точностью до шестого знака после запятой и вычислять производные второго порядка. Эта вычислительная машина стала прообразом настоящих компьютеров, называлась она дифференциальной машиной.
Дифференциальная машина
Суммирующий аппарат с непрерывной передачей десятков создает российский математик и механик Пафнутий Львович Чебышев. В этом аппарате достигнута автоматизация выполнения всех арифметических действий. В 1881 году была создана приставка к суммирующему аппарату для умножения и деления. Принцип непрерывной передачи десятков широко использовался в различных счетчиках и вычислительных машинах.
Суммирующий аппарат Чебышева
Табулятор Холлерита
В 1936 году молодой ученый из Кембриджа Алан Тьюринг придумал мысленный счетный аппарат-компьютер, который существовал только на бумаге. Его «умная машина» действовала по определенному заданному алгоритму. В зависимости от алгоритма, воображаемая машина могла применяться для самых разнообразных целей. Однако в то время это были чисто теоретические рассуждения и схемы , которые послужили прототипом программируемого компьютера, как вычислительного устройства, которое обрабатывает данные в соответствии с определенной последовательностью команд.
Информационные революции в истории
Первая революция связана с изобретением письменности, что привело к гигантскому качественному и количественному скачку цивилизации. Появилась возможность передачи знаний от поколений к поколениям.
Вторая (середина XVI в.) революция вызвана изобретением книгопечатания, которое радикально изменило индустриальное общество, культуру, организацию деятельности.
Третья (конец XIX в.) революция с открытиями в области электричества, благодаря чему появились телеграф, телефон, радио, устройства, которые позволяют оперативно передавать и накапливать информацию в любом объеме.
Четвертая (с семидесятых годов XX в.) революция связана с изобретением микропроцессорной технологии и появлением персонального компьютера. На микропроцессорах и интегральных схемах создаются компьютеры, компьютерные сети, системы передачи данных (информационные коммуникации).
Этот период характеризуют три фундаментальные инновации:
- переход от механических и электрических средств преобразования информации к электронным;
- миниатюризация всех узлов, устройств, приборов, машин;
- создание программно-управляемых устройств и процессов.
История развития компьютерной техники
История развития компьютерной техники насчитывает около пяти десятилетий. За это время сменилось несколько поколений ЭВМ. Каждое следующее поколение отличалось новыми элементами (электронные лампы, транзисторы, интегральные схемы), технология изготовления которых была принципиально иной. В настоящее время существует общепринятая классификация поколений ЭВМ:
Вместе со сменой поколений ЭВМ менялся и характер их использования. Если сначала они создавались и использовались в основном для решения вычислительных задач, то в дальнейшем сфера их применения расширилась. Сюда можно отнести обработку информации, автоматизацию управления производственно-технологическими и научными процессами и многое другое.
Принципы работы компьютеров Конрада Цузе
Идея о возможности построения автоматизированного счетного аппарата пришла в голову немецкому инженеру Конраду Цузе ( Konrad Zuse ) и в 1934 г. Цузе сформулировал основные принципы, на которых должны работать будущие компьютеры:
- двоичная система счисления;
- использование устройств, работающих по принципу «да / нет» (логические 1 / 0);
- полностью автоматизированный процесс работы вычислителя;
- программное управление процессом вычислений;
- поддержка арифметики с плавающей запятой;
- использование памяти большой емкости.
Первыми компьютерами следует считать британский Colossus (1943 г.) и американский ENIAC (Electronic Numeric Integrator, Analyzer and Computer, 1945 г.).
UNIVAC ( Universal Automatic Computer ) представлял собой электронное устройство с программами, хранящимися в памяти, которые вводились туда уже не с перфокарт, а с помощью магнитной ленты; это обеспечивало высокую скорость чтения и записи информации, а, следовательно, и более высокое быстродействие машины в целом. Одна лента могла содержать миллион символов, записанных в двоичной форме. Ленты могли хранить и программы, и промежуточные данные.
Представители I-го поколения ЭВМ: 1) Electronic Discrete Variable Computer; 2) Universal Automatic Computer
Созданный в 1957 г.. RAMAC был недорогим компьютером с модульной внешней памятью на дисках, комбинированным оперативным запоминающим устройством на магнитных сердечниках и барабанах. И хотя этот компьютер еще не был полностью транзисторным, он отличался высокой работоспособностью и простотой обслуживания и пользовался большим спросом на рынке средств автоматизации делопроизводства в офисах. Поэтому для корпоративных заказчиков срочно выпустили уже «большой» RAMAC (IBM-305), для размещения 5 Мбайт данных системе RAMAC нужно было 50 дисков диаметром 24 дюйма. Созданная на основе этой модели информационная система безотказно обрабатывала массивы запросов на 10 языках.
Представители II-го поколения ЭВМ: 1) RAMAC ; 2) PDP -1
В 50-х и 60-х годах сборка электронного оборудования представляла трудоемкий процесс, который замедлялся возрастающей сложностью электронных схем. Так, например, компьютер типа CD1604 ( 1960 , Control Data Corp. ) , содержал около 100 тыс. диодов и 25 тыс. транзисторов.
Производство компьютеров на ИС (микросхемами их стали называть позже) было гораздо дешевле, чем на транзисторах. Благодаря этому многие организации смогли приобрести и освоить такие машины. А это, в свою очередь, привело к росту спроса на универсальные ЭВМ, предназначенные для решения различных задач. В эти годы производство компьютеров приобрело промышленные масштабы.
В это же время появляется полупроводниковая память, которая и по сей день используется в персональных компьютерах.
Предшественниками IBM PC были Apple II, Radio Shack TRS-80, Atari 400 и 800, Commodore 64 и Commodore PET.
Рождения персональных компьютеров (ПК, PC) с полным основанием связывают с процессорами Intel. Корпорация была основана в середине июня 1968 г. с тех пор Intel превратилась в крупнейшего в мире производителя микропроцессоров с числом сотрудников более 64 тысяч. Целью Intel было создание полупроводниковой памяти и , чтобы выжить, фирма стала брать и сторонние заказы на разработку полупроводниковых устройств.
В 1971 г.. Intel получила заказ на разработку набора из 12 микросхем для программируемых микрокалькуляторов, но инженерам Intel создание 12 специализированных чипов показалось громоздким и неэффективным. Задача сокращения номенклатуры микросхем была решена путем создания «спарки» с полупроводниковой памяти и исполнительного устройства, способного работать по командам, хранящимся в ней. Это был прорыв в философии создания вычислительных средств : универсальное логическое устройство в виде 4-разрядного центрального процессорного устройства i4004, который позже был назван первый микропроцессором. Он представлял собой набор из 4 чипов, в числе которых был один чип, управляемый командами, которые хранились в полупроводниковой внутренней памяти.
Представители IV -го поколения ЭВМ: а) Micral; б) Apple II
Этот компьютер, разработанный фирмой MITS, продавался по почте в виде набора деталей для самостоятельной сборки. Весь комплект для сборки стоил $ 397, тогда как только один процессор от Intel продавался за $360.
В 1984 году IBM представила еще две новинки. Во-первых, была выпущена модель для домашних пользователей, названная PCjr на базе процессора 8088, котрая была оснащена едва ли не первой беспроводной клавиатурой, но успеха на рынке эта модель не добилась.
В 1984 г. состоялся выпуск первых компьютеров Macintosh с графическим интерфейсом, манипулятором «мышь» и многими другими атрибутами пользовательского интерфейса, без которых не мыслятся современные настольные компьютеры. Пользователей новый интерфейс не оставил равнодушными, но революционный компьютер не был совместим ни с прежними программами, ни с аппаратными компонентами. А в тогдашних корпорациях уже стали нормальными рабочими инструментами WordPerfect и Lotus 1-2-3. Пользователи уже привыкли и приспособились к символьному интерфейса DOS. С их точки зрения, Macintosh выглядел даже как-то несерьезно.
Пятое поколение компьютеров (с 1985 и по наше время)
Отличительные признаки V -го поколения:
В 1989 г. был выпущен процессор i486. Он имел встроенный математический сопроцессор, конвейер и встроенный кэш первого уровня.
Направления развития компьютеров
Нейрокомпьютеры можно отнести к шестому поколению ЭВМ. Несмотря на то, что реальное применение нейросетей началось относительно недавно, нейрокомпьютингу как научному направлению пошел седьмой десяток лет, а первый нейрокомпьютер был построен в 1958 году. Разработчиком машины был Фрэнк Розенблатт, который подарил своему детищу имя Mark I.
Теория нейронных сетей впервые была обозначена в работе МакКаллока и Питтса в 1943 г.: любую арифметическую или логическую функцию можно реализовать с помощью простой нейронной сети. Интерес к нейрокомпьютингу снова вспыхнул в начале 80-х годов и был подогрет новыми работами с многослойным перцептроном и параллельными вычислениями.
В оптоэлектронных компьютерах носителем информации является световой поток. Электрические сигналы преобразуются в оптические и обратно. Оптическое излучение в качестве носителя информации имеет ряд потенциальных преимуществ по сравнению с электрическими сигналами:
- Световые потоки, в отличие от электрических, могут пересекаться друг с другом;
- Световые потоки могут быть локализованы в поперечном направлении нанометровых размеров и передаваться по свободному пространству;
- Взаимодействие световых потоков с нелинейными средами распределено по всей среде, что дает новые степени свободы в организации связи и создания параллельных архитектур.
В настоящее время ведутся разработки по созданию компьютеров полностью состящих из оптических устройств обработки информации. Сегодня это направление является наиболее интересным.
Оптический компьютер имеет невиданную производительность и совсем другую, чем электронный компьютер, архитектуру: за 1 такт продолжительностью менее 1 наносекунды (это соответствует тактовой частоте более 1000 МГц) в оптическом компьютере возможна обработка массива данных около 1 мегабайта и больше. К настоящему времени уже созданы и оптимизированы отдельные составляющие оптических компьютеров.
Оптический компьютер размером с ноутбук может дать пользователю возможность разместить в нем едва ли не всю информацию о мире, при этом компьютер сможет решать задачи любой сложности.
Читайте также: