Kto wynalazł pierwszy prawdziwy komputer cyfrowy? Historia rozwoju komputerów

Być może dzisiaj nie sposób wyobrazić sobie życia bez użycia komputerów. Są bardzo ściśle zintegrowane z niemal wszystkimi obszarami ludzkiej działalności.

Komputery pomagają przechowywać i przetwarzać ogromne ilości danych z dużą szybkością, co może znacznie zoptymalizować proces pracy. Z każdym rokiem zwiększa się pojemność miejsca na dysku do przechowywania danych, a zmniejsza się rozmiar komputerów: od komputerów stacjonarnych po cienkie komputery typu all-in-one i laptopy mobilne.

Jednak komputery nie zawsze miały te cechy. Przyjrzyjmy się więc, jak pojawił się pierwszy komputer, kto był jego twórcą i jak w ogóle dotarliśmy do tego momentu :)

Kiedy pojawił się pierwszy komputer?

Powszechnie przyjmuje się, że pierwszym etapem pojawienia się technologii komputerowej i przodkiem współczesnego komputera były pierwsze rachunki arytmetyczne wynalezione w starożytnym Babilonie. Te liczydła nazywano liczydłem. Mechanizm liczydła był dość prosty i składał się z planszy z liniami. Obliczeń dokonano umieszczając na tych liniach kamienie lub inne przedmioty.

Xuanpan – liczydło chińskie 2

Z biegiem czasu w Chinach pojawiła się ulepszona wersja liczydła, którą nazwano suanpan. Przez te liczydło przeciągano liny, na które nawleczone były kości w postaci kulek. Tablica licząca umożliwiała cztery podstawowe operacje: dodawanie, odejmowanie, mnożenie i dzielenie. Ponadto możliwe było wyodrębnienie pierwiastków sześciennych i kwadratowych.

Mechanizm z Antykithiry dla astronomów 3

Po pewnym czasie w Grecji powstało urządzenie umożliwiające obliczenia astronomiczne. Nazwano go mechanizmem z Antykithiry, na cześć wyspy, w pobliżu której znaleziono mechanizm. Urządzenie składało się z przekładni zębatych umieszczonych w drewnianej obudowie, z tarczami umieszczonymi na zewnątrz. Następnie kataloński myśliciel Raymond Lull, który stworzył maszynę logiczną z papierowych kółek ułożonych w logice trójskładnikowej i podzielonych liniami na specjalne sekcje.

Mechanizm Leo da Vinci 4

Następny krok wykonał znajomy Leo da Vinci. W swoich pamiętnikach opisał 13-bitowe urządzenie z dziesięcioma pierścieniami sumującymi. Jak wynika z rysunków Leona, podobny mechanizm opracowano później, dopiero w XX wieku.

Wilhelm Schickard liczy zegar 5

Profesor z Tybingi Wilhelm Schickard stworzył urządzenie liczące z przekładniami zębatymi, zwane zegarem liczącym. Umożliwiały dodawanie i odejmowanie sześciocyfrowych liczb dziesiątych. Inny mechanizm dokonał mnożenia.

Suwak logarytmiczny 6

Matematycy William Oughtred i Richard Delamaine opracowują suwak logarytmiczny umożliwiający wykonywanie szerokiej gamy operacji obliczeniowych: dodawanie, odejmowanie, mnożenie, dzielenie, potęgowanie, pierwiastki kwadratowe i sześcienne, obliczanie logarytmów, obliczenia trygonometryczne i hiperboliczne. Czy to nie wspaniałe?

Arytmetyka Pascaliny 7

Francuz Blaise Pascal tworzy maszynę arytmetyczną o nazwie Pascalina. Było to urządzenie mechaniczne w postaci pudełka z przekładniami do odejmowania i dodawania pięciocyfrowych liczb 10-cyfrowych.

Maszyna dodająca Leibniza 8

Matematyk i myśliciel Gottfried Wilhelm Leibniz stworzył maszynę dodającą, która pozwoliła mu wykonać cztery podstawowe operacje matematyczne. Następnie Leibniz opisał binarny system liczbowy, odkrywając, że gdy grupy liczb są zapisywane jedna pod drugą, zera i jedynki w pionowych kolumnach powtarzają się. Leibniz dokonał obliczeń i zdał sobie sprawę, że kod binarny może mieć zastosowanie w mechanice, jednak możliwości techniczne jego czasów nie pozwoliły mu na stworzenie urządzenia.

Podstawy analizy matematycznej 9

Matematyk Izaak Newton położył podwaliny pod analizę matematyczną. Na podstawie prac Leibniza matematyk Christian Ludwig Gersten stworzył maszynę arytmetyczną do obliczania ilorazu i liczby kolejnych operacji dodawania podczas mnożenia. Urządzenie umożliwiało także kontrolę poprawności wprowadzania liczb.

Pomysł na maszynę różnicową 10

Johann Müller, inżynier wojskowy, wpadł na pomysł „silnika różnicowego” – maszyny sumującej do obliczania logarytmów – jednocześnie udoskonalając kalkulator mechaniczny oparty na rolkach schodkowych Leibniza.

Krosno do kart dziurkowanych 11

Francuski wynalazca Joseph Marie Jacquard tworzy krosno sterowane za pomocą kart dziurkowanych. Inny Francuz, Thomas de Colmar, rozpoczął pierwszą przemysłową produkcję maszyn sumujących.

Silnik różnicowy Babbage’a 12

Charles Babbage wynalazł pierwszą maszynę różnicową – maszynę sumującą do automatycznego konstruowania tablic matematycznych. Babbage nie był jednak w stanie złożyć mechanizmu, ale zrobił to jego syn po śmierci ojca.

Na podstawie prac Charlesa Babbage'a bracia Schutz, Georg i Edward, stworzyli pierwszy silnik różnicowy.

Mechanizm liczb trójskładnikowych 13

Thomas Fowler zbudował trójskładnikowy mechanizm zliczający z trójskładnikowym systemem liczbowym.

Maszyna dodająca Czebyszewa 14

Rosyjski matematyk Czebyszew stworzył maszynę dodającą Czebyszewa, która umożliwia sumowanie z przenoszeniem dziesiątek oraz mnożenie i dzielenie liczb.

System spisowy 15

Herman Hollerith opracował elektroniczny system tabel stosowany w amerykańskim spisie powszechnym.

Maszyna do równań różniczkowych 16

Na podstawie prac rosyjskiego naukowca Kryłowa stworzono maszynę równań różniczkowych zwyczajnych.

Komputer analogowy Busha 17

Amerykański naukowiec Vannevar Bush opracował mechaniczny komputer analogowy w Massachusetts Institute of Technology.

Pierwszy komputer Konrada Zuse 18

Niemiecki inżynier Konrad Zuse we współpracy z Helmutem Schreyerem stworzył mechanizm o nazwie Z1, który był programowalnym mechanizmem cyfrowym. Pierwsza wersja próbna nigdy nie została użyta. Wkrótce powstała maszyna Z2, a następnie Z3 – która stała się pierwszą maszyną liczącą o właściwościach współczesnego komputera.

Komputer Atanasowa – Berry 19

Bułgarsko-amerykański matematyk John Atanasoff wraz ze swoim absolwentem Cliffordem Berrym opracowali pierwszy elektroniczny komputer cyfrowy o nazwie ABC (Atanasoff-Berry Computer - ABC).

Kolos w walce z nazistami 20

Do celów wojskowych, aby rozszyfrować tajne kody nazistowskich Niemiec, opracowano brytyjską maszynę Colossus.

Mark 1 dla US Navy 21

Amerykańska grupa inżynierów pod przewodnictwem Howarda Aikena opracowała pierwszy amerykański komputer – Mark 1. Maszyna zaczęła być wykorzystywana do obliczeń w Marynarce Wojennej USA.

Pierwszy język programowania 22

Konrad Zuse opracował nową, szybszą wersję komputera Z4. Ponadto powstał pierwszy język programowania Plankalkül.

EVM Lebiediewa 23

Pierwszy radziecki komputer elektroniczny został stworzony przez grupę inżynierów pod przewodnictwem radzieckiego naukowca Lebiediewa.

Wzmacniacz tranzystorowy 24

Naukowcy z Bell Labs, William Shockley, Walter Brattain i John Bardeen, stworzyli wzmacniacz tranzystorowy, który pomógł zmniejszyć rozmiar komputerów i wyeliminować użycie lamp próżniowych.

Pierwszy komputer tranzystorowy 25

Amerykańska firma NCR stworzyła pierwszy komputer wykorzystujący tranzystory.

ENIACZ 26

W IBM opracowano pierwszy elektroniczny komputer cyfrowy ENIAC

Komputery Systemu 360 27

IBM stworzył komputery System 360, które były przykładem standardu dla producentów sprzętu komputerowego i kompatybilności z innym sprzętem komputerowym.

Mikroprocesory Intel 28

Robert Noyce i Gordon Moore tworzą firmę Intel i zajmują się tworzeniem mikrochipów pamięci, a następnie mikroprocesorów.

Podstawowy zestaw komputerowy 29

Douglas Engelbart tworzy system składający się z klawiatury alfanumerycznej, myszy i programu do wyświetlania danych na ekranie.

Twórca myszy komputerowej 30

Wynalazca Douglas Engelbart, który później wynalazł także interfejs graficzny, hipertekst, edytor tekstu, konferencje grupowe online i stworzył mysz komputerową.

Ojciec przyszłości Internet 31

Departament Obrony USA tworzy ARPAnet – Internet przyszłości.

Elastyczny dysk magnetyczny 32

Powstał elastyczny napęd dysku magnetycznego o wymiarach 200 mm, 133 mm, 90 mm.

Pierwszy mikroprocesor 33

Pojawił się pierwszy mikroprocesor na układzie scalonym - Intel 4004, który ma 4-bitową pojemność. Procesor był używany w kalkulatorach i sygnalizacji świetlnej. Wkrótce pojawiły się 8-bitowe Intel 8008, Intel 8080, Zilog Z80, MOS 6502, Motorola 6800, a także 16-bitowe Intel 8086 i Intel 8088, które były już stosowane w komputerach osobistych.

Jak wyglądał pierwszy komputer 34

Pierwsze komputery były ogromne i miały niską wydajność. Aby pomieścić jeden komputer, wymagane było osobne i duże pomieszczenie. Komputery do działania zużywały dużo energii elektrycznej, a to było bardzo drogie. Ponadto do konserwacji i pracy z komputerem potrzebna była cała kadra przeszkolonych specjalistów.

Pierwsze użycie komputera 35

Koszt komputerów był bardzo ogromny, początkowo nie było na nie masowego popytu i mogły je kupować tylko duże firmy. Pierwsze komputery stworzono do obliczeń matematycznych. Ponadto przechowywali i przetwarzali dane w niezbyt dużych ilościach. Początkowo z komputerów korzystały wyłącznie instytuty badawcze, później zaczęły z nich korzystać duże firmy i banki.

Wreszcie

Od tego czasu komputery podbiły świat, ale nawet nasze starsze pokolenie nie mogło ich używać do edukacji, nie mówiąc już o rozrywce. Jednak szybki rozwój technologii komputerowej, zapoczątkowany wspólnym wysiłkiem wielu wynalazców, sprawił, że komputer stał się dostępny niemal dla każdego. Jaki był Twój pierwszy komputer?

Pod koniec XIX wieku Herman Hollerith w Ameryce wynalazł maszyny liczące i wykrawające. Do przechowywania informacji numerycznych używali kart perforowanych.

Każda taka maszyna mogła wykonywać tylko jeden konkretny program, manipulując dziurkowanymi kartami i dziurkowanymi na nich numerami.

Maszyny liczące i wykrawające wykonywały perforację, sortowanie, sumowanie i drukowanie tablic numerycznych. Maszyny te były w stanie rozwiązać wiele typowych problemów przetwarzania statystycznego, rachunkowości i innych.

G. Hollerith założył firmę produkującą maszyny liczące i wykrawające, która następnie przekształciła się w spółkę IBM-a- obecnie najsłynniejszy na świecie producent komputerów.

Bezpośrednimi poprzednikami komputerów były: przekaźnik maszyny liczące.

W latach 30. XX wieku automatyzacja przekaźników została znacznie rozwinięta , Co pozwoliło kodować informacje w postaci binarnej.

Podczas pracy maszyny przekaźnikowej tysiące przekaźników przełączają się z jednego stanu do drugiego.

W pierwszej połowie XX wieku nastąpił szybki rozwój technologii radiowej. Głównym elementem ówczesnych odbiorników i nadajników radiowych były elektronowe lampy próżniowe.

Lampy elektronowe stały się podstawą techniczną pierwszych komputerów elektronicznych (komputerów).

Pierwszy komputer – uniwersalna maszyna wykorzystująca lampy próżniowe – powstał w USA w 1945 roku.

Maszyna ta została nazwana ENIAC (skrót od: Electronic Digital Integrator and Calculator). Projektantami ENIAC-a byli J. Mauchly i J. Eckert.

Prędkość liczenia tej maszyny tysiąckrotnie przewyższała prędkość ówczesnych maszyn sztafetowych.

Pierwszy komputer elektroniczny, ENIAC, zaprogramowano metodą plug-and-switch, czyli program zbudowano poprzez połączenie poszczególnych bloków maszyny z przewodami na tablicy rozdzielczej.

Ta skomplikowana i żmudna procedura przygotowania maszyny do pracy spowodowała, że ​​była ona niewygodna w obsłudze.

Podstawowe idee, na których przez wiele lat rozwijała się technologia komputerowa, zostały opracowane przez największego amerykańskiego matematyka Johna von Neumanna

W 1946 roku w czasopiśmie Nature opublikowano artykuł J. von Neumanna, G. Goldsteina i A. Burksa „A Preliminary Rozpatrzenie logicznego projektu elektronicznego urządzenia obliczeniowego”.

W artykule omówiono zasady budowy i działania komputera. Główną z nich jest zasada zapisanego programu, zgodnie z którą dane i program umieszczane są w ogólnej pamięci maszyny.

Podstawowy opis budowy i działania komputera jest zwykle nazywany podstawowym opisem budowy i działania komputera architektura komputerowa. Idee przedstawione we wspomnianym artykule nazwano „architekturą komputerową J. von Neumanna”.

W 1949 roku zbudowano pierwszy komputer o architekturze Neumanna – angielską maszynę EDSAC.

Rok później pojawił się amerykański komputer EDVAC. Wymienione maszyny istniały w pojedynczych egzemplarzach. Produkcja seryjna komputerów rozpoczęła się w krajach rozwiniętych w latach 50-tych.

W naszym kraju pierwszy komputer powstał w 1951 roku. Nazywała się MESM – mała elektroniczna maszyna licząca. Projektantem MESM był Siergiej Aleksiejewicz Lebiediew

Pod przewodnictwem S.A. Lebiediewa w latach 50. budowano szeregowe komputery lampowe BESM-1 (duża elektroniczna maszyna licząca), BESM-2, M-20.

W tamtym czasie samochody te należały do ​​najlepszych na świecie.

W latach 60. S.A. Lebiediew kierował rozwojem komputerów półprzewodnikowych BESM-ZM, BESM-4, M-220, M-222.

Wybitnym osiągnięciem tamtego okresu była maszyna BESM-6. To pierwszy domowy i jeden z pierwszych komputerów na świecie wykonujący prędkość 1 miliona operacji na sekundę. Kolejne pomysły i opracowania S.A. Lebiediew przyczynił się do powstania bardziej zaawansowanych maszyn kolejnych generacji.

Elektroniczną technologię komputerową dzieli się zwykle na generacje

Zmiany pokoleniowe najczęściej wiązały się ze zmianami w bazie elementarnej komputerów oraz z postępem technologii elektronicznej.

Prowadziło to zawsze do wzrostu mocy obliczeniowej komputera, czyli szybkości i pojemności pamięci.

Ale to nie jedyna konsekwencja zmiany pokoleniowej. Wraz z takimi przejściami nastąpiły istotne zmiany w architekturze komputera, rozszerzył się zakres zadań rozwiązywanych na komputerze i zmienił się sposób interakcji użytkownika z komputerem.

Pierwsza generacja komputerów - maszyny rurowe z lat 50-tych. Prędkość liczenia najszybszych maszyn pierwszej generacji sięgała 20 tysięcy operacji na sekundę (komputer M-20).

Do wprowadzania programów i danych używano taśm dziurkowanych i kart dziurkowanych.

Ponieważ pamięć wewnętrzna tych maszyn była niewielka (mogła pomieścić kilka tysięcy liczb i poleceń programowych), wykorzystywano je głównie do obliczeń inżynierskich i naukowych, niezwiązanych z przetwarzaniem dużych ilości danych.

Były to dość nieporęczne konstrukcje, zawierające tysiące lamp, zajmujące czasami setki metrów kwadratowych i zużywające setki kilowatów energii elektrycznej

Programy dla takich maszyn zostały skompilowane w językach poleceń maszynowych. Jest to dość pracochłonna praca.

Dlatego programowanie w tamtych czasach było dostępne dla nielicznych.

W 1949 roku w USA powstało pierwsze urządzenie półprzewodnikowe, zastępujące lampę próżniową. Nazywano go tranzystorem. Tranzystory szybko zostały wprowadzone do technologii radiowej.

Druga generacja komputerów

W latach 60-tych tranzystory stały się podstawową podstawą komputerów drugie pokolenie.

Przejście na elementy półprzewodnikowe poprawiło jakość komputerów pod każdym względem: stały się one bardziej kompaktowe, niezawodne i mniej energochłonne

Prędkość większości maszyn osiągnęła dziesiątki i setki tysięcy operacji na sekundę.

Objętość pamięci wewnętrznej wzrosła setki razy w porównaniu do komputera pierwszej generacji.

Zewnętrzne (magnetyczne) urządzenia pamięci znacznie się rozwinęły: bębny magnetyczne, napędy taśm magnetycznych.

Dzięki temu możliwe stało się tworzenie na komputerze systemów informacyjnych, referencyjnych i wyszukiwawczych.

Systemy takie wiążą się z koniecznością przechowywania dużej ilości informacji na nośnikach magnetycznych przez długi czas.

Podczas drugiej generacji Języki programowania wysokiego poziomu zaczęły się aktywnie rozwijać. Pierwszymi z nich były FORTRAN, ALGOL, COBOL.

Kompilowanie programu nie jest już zależne od modelu samochodu, stało się prostsze, jaśniejsze i bardziej przystępne.

Programowanie jako element umiejętności czytania i pisania stało się powszechne, głównie wśród osób z wyższym wykształceniem.

Trzecia generacja komputerów powstał w oparciu o nową bazę elementarną – układy scalone. Stosując bardzo wyrafinowaną technologię, specjaliści nauczyli się montować dość złożone obwody elektroniczne na małej płytce z materiału półprzewodnikowego o powierzchni mniejszej niż 1 cm.

Nazywano je układami scalonymi (IC)

Pierwsze układy scalone zawierały dziesiątki, potem setki elementów (tranzystory, rezystancje itp.).

Kiedy stopień integracji (liczba elementów) zbliżył się do tysiąca, zaczęto nazywać je dużymi układami scalonymi - LSI; następnie pojawiły się ultrawielkoskalowe układy scalone (VLSI).

Produkcja komputerów trzeciej generacji rozpoczęła się w drugiej połowie lat 60-tych, kiedy amerykańska firma IBM rozpoczęła produkcję systemu maszynowego IBM-360. To były samochody IS.

Nieco później zaczęto produkować maszyny z serii IBM-370 zbudowane na LSI.

W Związku Radzieckim w latach 70-tych rozpoczęto produkcję maszyn serii ES (Unified Computer System), wzorowanych na IBM-360/370.

Przejście do trzeciej generacji związane ze znaczącymi zmianami w architekturze komputerów.

Stało się możliwe jednoczesne uruchamianie kilku programów na jednej maszynie. Ten tryb działania nazywany jest trybem wieloprogramowym (wieloprogramowym).

Szybkość działania najpotężniejszych modeli komputerów osiągnęła kilka milionów operacji na sekundę.

Na maszynach trzeciej generacji pojawił się nowy typ zewnętrznych urządzeń pamięci masowej - magnetyczny dyski .

Podobnie jak taśmy magnetyczne, dyski mogą przechowywać nieograniczoną ilość informacji.

Jednak dyski magnetyczne (MDS) są znacznie szybsze niż dyski NMD.

Powszechnie stosowane są nowe typy urządzeń wejścia/wyjścia: wyświetlacze, plotery.

W tym okresie obszary zastosowań komputerów znacznie się rozszerzyły. Zaczęto tworzyć bazy danych, pierwsze systemy sztucznej inteligencji, projektowanie wspomagane komputerowo (CAD) i systemy sterowania (ACS).

W latach 70. linia małych (mini) komputerów znacznie się rozwinęła. Maszyny amerykańskiej firmy DEC serii PDP-11 stały się tutaj swego rodzaju standardem.

W naszym kraju na bazie tego modelu powstała seria komputerów SM (System Małych Komputerów). Są mniejsze, tańsze i bardziej niezawodne niż duże samochody.

Maszyny tego typu doskonale nadają się do sterowania różnymi obiektami technicznymi: zakładami produkcyjnymi, urządzeniami laboratoryjnymi, pojazdami. Z tego powodu nazywane są maszynami sterującymi.

W drugiej połowie lat 70. produkcja minikomputerów przewyższyła produkcję dużych maszyn.

Czwarta generacja komputerów

Kolejne rewolucyjne wydarzenie w elektronice miało miejsce w 1971 roku, kiedy amerykańska firma Intel ogłosiła powstanie mikroprocesor .

Mikroprocesor to bardzo duży układ scalony zdolny do wykonywania funkcji jednostki głównej komputera - procesora.

Mikroprocesor- to miniaturowy mózg, pracujący według programu wbudowanego w jego pamięć.

Początkowo mikroprocesory zaczęto wbudowywać w różne urządzenia techniczne: maszyny, samochody, samoloty . Takie mikroprocesory automatycznie kontrolują działanie tego sprzętu.

Łącząc mikroprocesor z urządzeniami wejścia/wyjścia i pamięcią zewnętrzną, otrzymaliśmy nowy typ komputera: mikrokomputer

Mikrokomputery to maszyny czwartej generacji.

Istotną różnicą między mikrokomputerami a ich poprzednikami są ich niewielkie rozmiary (wielkość domowego telewizora) i porównywalnie niski koszt.

To pierwszy typ komputera, który pojawił się w sprzedaży detalicznej.

Najpopularniejszym obecnie typem komputera są komputery osobiste.

Pojawienie się zjawiska komputerów osobistych wiąże się z nazwiskami dwóch amerykańskich specjalistów: Steve’a Jobsa i Steve’a Woźniaka.

W 1976 roku narodził się ich pierwszy produkcyjny komputer PC, Apple-1, a w 1977 Apple-2.

Istotę tego, czym jest komputer osobisty, można w skrócie sformułować w następujący sposób:

Komputer PC to mikrokomputer wyposażony w przyjazny dla użytkownika sprzęt i oprogramowanie.

Zestaw sprzętu komputerowego wykorzystuje

kolorowy wyświetlacz graficzny,

manipulatory myszkowe,

"drążek sterowy",

wygodna klawiatura,

Przyjazne dla użytkownika dyski kompaktowe (magnetyczne i optyczne).

Oprogramowanie pozwala łatwo komunikować się z maszyną, szybko nauczyć się podstawowych technik pracy z nią i korzystać z komputera bez konieczności programowania.

Komunikacja między człowiekiem a komputerem może przybrać formę gry z kolorowymi obrazami na ekranie i dźwiękiem.

Nic dziwnego, że maszyny o takich właściwościach szybko zyskały popularność, i to nie tylko wśród specjalistów.

Komputer staje się tak powszechnym urządzeniem gospodarstwa domowego, jak radio czy telewizor. Produkowane są w ogromnych ilościach i sprzedawane w sklepach.

Od 1980 roku amerykańska firma IBM stała się trendsetterem na rynku komputerów osobistych.

Jego projektantom udało się stworzyć architekturę, która stała się w istocie międzynarodowym standardem dla profesjonalnych komputerów PC. Maszyny z tej serii nosiły nazwę IBM PC (ang. Personal Computer).

Pod koniec lat 80. i na początku 90. dużą popularnością cieszyły się komputery Macintosh firmy Apple Corporation. W USA są one szeroko stosowane w systemie edukacji.

Pojawienie się i rozpowszechnienie komputera osobistego w jego znaczeniu dla rozwoju społecznego jest porównywalne z pojawieniem się druku książek.

To komputery stacjonarne sprawiły, że umiejętność obsługi komputera stała się zjawiskiem masowym.

Wraz z rozwojem tego typu maszyn pojawiła się koncepcja „technologii informacyjnej”, bez której w większości dziedzin ludzkiej działalności nie można się obejść.

Jest jeszcze inny kierunek rozwoju komputerów czwartej generacji. To jest superkomputer. Maszyny tej klasy wykonują prędkości rzędu setek milionów i miliardów operacji na sekundę.

Pierwszym superkomputerem czwartej generacji była amerykańska maszyna ILLIAC-4, a następnie CRAY, CYBER i inne.

Wśród maszyn domowych w tej serii znajduje się wieloprocesorowy kompleks obliczeniowy ELBRUS.

Komputer piątej generacji To samochody niedalekiej przyszłości. Ich główną cechą powinien być wysoki poziom intelektualny.

W maszynach piątej generacji realizowana jest sztuczna inteligencja.

Praktycznie wiele w tym kierunku już zrobiono.

Dzisiaj komputer stał się integralną częścią życia każdego człowieka. To urządzenie jest dostępne w każdym domu, a często nawet nie w żadnym. Każde miejsce pracy jest wyposażone w komputer w takim czy innym formacie. Komputer PC już dawno stał się powszechnym i oczywistym przedmiotem pracy i użytku domowego. I oczywiście przez długi czas nikt nie pamięta, jak wyglądał pierwszy komputer na świecie, ale proces ewolucji do miniaturowych, ale potężnych urządzeń nie zajął tak dużo czasu.

Urządzenie przeszło jednak ogromne zmiany. Wybierzmy się więc na krótką wycieczkę do historii i przypomnijmy sobie, jak i kiedy pojawił się pierwszy komputer.

Zanim przejdziemy do pytania, kiedy pojawiły się pierwsze komputery, warto porozmawiać o wynalazkach ludzkości, które powstały wcześniej i wniosły znaczący wkład w główne osiągnięcie.

• Pierwsza próba stworzenia urządzenia ułatwiającego liczenie miała miejsce 3 tysiące lat przed naszą erą. Starożytne liczydło (licze) uważane jest za najbardziej odległych poprzedników pierwszych komputerów.
• W 1642 roku Pascal stworzył komputer cyfrowy. Jest to pierwsze urządzenie zaprezentowane szerszej publiczności i zyskało wielką sławę. W opracowaniu naukowca dodano i odjęto pierwsze liczby pięciocyfrowe, a po modyfikacji liczby ośmiocyfrowe. W tamtym czasie wynalazek ten uznawano za wyjątkowy i to on zapoczątkował szereg zmian, które doprowadziły do ​​pojawienia się pierwszego komputera na świecie.
• Pierwszy namacalny wynalazek powstał w 1938 roku. Niemiecki inżynier Konrad Tzue stworzył Z1, choć mechaniczną, ale już programowalną maszynę.
• Rozwój nie zatrzymał się i już w 1941 roku ten sam naukowiec przedstawił światu Z3. Komputer miał już podstawowe cechy pełnoprawnego komputera. Za wcześnie jednak mówić, że jest to pierwszy komputer.

Niestety Z3 został zniszczony w maju 1945 roku, kiedy wojska rosyjskie wkroczyły do ​​Niemiec. Ale dziś w jednym z muzeów w Monachium można zobaczyć jego odtworzoną kopię. Mechanizm uderza swoimi rozmiarami i już bardzo trudno porównać tego kolosa z nowoczesnymi miniaturowymi gadżetami.

ENIAC – pierwszy komputer na świecie

Co to jest ENIAC? Dosłownie jest to elektroniczny integrator numeryczny i kalkulator. Maszyna ta była pierwszym dowodem na to, że faktycznie można stworzyć komputer. Że maszyna elektroniczna jest w stanie wykonywać złożone obliczenia. I że to dopiero początek największych odkryć i osiągnięć.

Historia projektu ENIAC

Prace nad pierwszym komputerem na świecie rozpoczęły się w 1943 roku. W szczytowym okresie drugiej wojny światowej Stany Zjednoczone wymagały dużej liczby obliczeń tabel ostrzału, bez których artyleria nie byłaby w stanie dokładnie trafić w cel. W tamtym czasie tę odpowiedzialność przypisano kobietom, obliczenia wykonywano ręcznie, za pomocą maszyn sumujących. Jeśli chodzi o czas, obliczenia takie zajmowały do ​​16 dni na jedno obliczenie. Aby w pełni obliczyć jedną tabelę, potrzebna była duża liczba komputerów i wymagało to dużo czasu.

W 1942 roku Uniwersytetowi Pensylwanii w USA zaproponowano projekt pierwszego komputera elektronicznego opartego na lampach próżniowych i propozycję jego budowy. Kierownictwo instytutu nie doceniło projektu i przesłało go do archiwum. Następnie komputerem zainteresowało się Laboratorium Balistyczne. Takie rozwiązanie znacznie przyspieszyłoby obliczenia tabel strzeleckich z kilku dni, a nawet miesięcy do kilku godzin.

W 1943 roku projekt, ponownie odtworzony z pamięci przez konstruktora, został przedstawiony działowi naukowemu Laboratorium Balistycznego. Aby zapobiec odrzuceniu innowacji przez wojsko, maszynę nazwano elektronicznym analizatorem zróżnicowanym. Przedstawiciele komisji byli bardzo zaznajomieni z analizatorem mechanicznym i odnieśli wrażenie, że inżynierowie chcieli po prostu uczynić go elektronicznym. Według twórców przyszła maszyna będzie w stanie obliczyć trajektorię ostrzału w 5 minut.

Pomysł został zaakceptowany i przeznaczono środki w wysokości prawie 62 tys. dolarów na stworzenie pierwszego na świecie komputera. W pierwszym dokumencie rozwojowym maszyna nosiła nazwę „Electronic Numerical Integrator”, nieco później dodano do niej dodatkowe słowo „Komputer”, po czym powstał dobrze znany i najsłynniejszy skrót w historii tworzenia komputerów PC.

W lutym 1944 roku sporządzono wszystkie rysunki i schematy przyszłego pojazdu. A grupa inżynierów pod przewodnictwem głównych programistów była gotowa do końcowego montażu i realizacji projektu. Latem tego samego roku w jedno urządzenie zmontowano dwa moduły testowe, które służyły do ​​dodawania liczb. Pomnożyli dwie liczby i podali poprawną odpowiedź, a wyniki eksperymentu zostały przekazane kierownictwu instytutu i laboratorium i potwierdziły, że projekt inżynierów jest w pełni wykonalny.

ENIAC został ostatecznie zmontowany w 1945 roku, pod koniec wojny i nie nadawał się już do celów wojskowych. W związku z tym amerykański departament wojskowy postanowił wykorzystać możliwości maszyny w obliczeniach na rzecz rozwoju broni termojądrowej. ENIAC został zaprezentowany publiczności dopiero rok później. Swoją pracę z sukcesem prowadził przez 10 lat, a w październiku 1955 roku został trwale odłączony od prądu.

Jak komputer był używany

Dziesięć lat ciągłej pracy to bardzo imponujący okres jak na pierwszy komputer. Co udało się osiągnąć ENIACowi w tym okresie?

• Jak wspomniano powyżej, po stworzeniu i pomyślnych testach komputer został zdemontowany i przewieziony do Laboratorium Balistycznego w celu obliczeń związanych z tworzeniem broni termojądrowej. Ten ostatni wymagał dużych wydajności, a ENIAC, choć upraszczał proces, nie nadawał się całkowicie do pełnoprawnego modelowania. W wyniku przybliżonych i znacznie uproszczonych obliczeń pierwszego komputera udowodniono możliwość stworzenia bomby wodorowej.
• Następnie przeprowadzono obliczenia Monte Carlo w ENIAC.
• Następnie brytyjski fizyk za pomocą pierwszego komputera rozwiązał problem aerodynamiczny masy powietrza opływającej skrzydło samolotu z prędkością ponaddźwiękową. Komputer dał dość dokładne wyniki.
• Von Neumann obliczył wartości liczb Pi i e na komputerze z bardzo dużą dokładnością.
• Ponadto komputer ten został po raz pierwszy użyty do obliczenia numerycznej prognozy pogody. Obliczenia przeprowadzono w ciągu 5 tygodni, po czym poddano analizie wyniki.

Pomimo tak długiego czasu, pierwszy komputer na świecie dał bardzo imponujące wyniki.

Charakterystyka projektu

W sumie stworzenie ENIAC kosztowało prawie 500 tysięcy dolarów i 200 tysięcy roboczogodzin. Projekt składał się z 17,5 tys. lamp 16 typów, 7,2 tys. diod krzemowych, 1,5 tys. przekaźników, 70 tys. rezystorów i 10 tys. kondensatorów. Maszyna pochłonęła tyle prądu, że podczas obliczeń najbliższe miasto zostało pozbawione prądu na wiele godzin.

ENIAC miał następujące parametry i cechy:

• waga konstrukcji wynosi 27 ton;
• pamięć – 20 liczba słów;
• wymagana moc – 174 kW;
• moc obliczeniowa - 257 operacji mnożenia lub 5 tysięcy dodawania na sekundę;
• częstotliwość zegara – 100 kHz;
• Wprowadzanie i wyprowadzanie danych przeprowadzono przy użyciu tabulatora kart dziurkowanych IBM.

Do obliczenia mnożenia maszyna stosowała wielokrotne dodawanie, więc moc w tym kierunku obliczeń jest zmniejszona. Wszystkie obliczenia przeprowadzono w systemie dziesiętnym, a system binarny był znany twórcom, ale woleli pierwszy (nie ma go na zdjęciu poniżej – to tylko zdjęcie dla atmosfery)

Aby rozwiązać każdy konkretny problem, do 1947 r. ENIAC był zmieniany, to znaczy programiści ponownie utworzyli program w celu obliczenia nowego problemu, przestawiając bloki i komutatory. Następnie każde zadanie obliczeniowe posłużyło jako podprogram, co znacznie uprościło programowanie maszyny.

Zespół deweloperski

Kto jest zatem twórcą pierwszego komputera? Autorstwo głównego projektu należy do Johna Prespera Eckerta i Johna Williama Mauchly’ego. Nad stworzeniem maszyny bezpośrednio pracowała cała grupa wysoko wykwalifikowanych specjalistów.

• Robert F. Shaw - tablice funkcyjne;
• Thomas K. Sharpless – główny programista;
• Jeffrey Chuan Chu – pierwiastek kwadratowy i moduł dzielenia;
• Arthur Burks – moduł mnożenia;
• Jack Davey – baterie;
• Harry Husky – moduł odczytujący dane na wyjście;
• John Von Neumann – brał udział w projekcie jako konsultant naukowy.

Oprócz tych specjalistów przy komputerze pracował zespół programistów składający się z sześciu dziewcząt:

• Marilyn Meltzer;
• Kathleen Rita McNulty;
• Frances Elizabeth Snyder;
• Ruth Lichterman;
• Betty Jean Jennings;
• Franciszka Bilasa.

Trudno zatem określić, kto jest twórcą komputera ENIAC w liczbie pojedynczej. Zarówno przy projektowaniu, jak i tworzeniu komputerów pracowało wielu specjalistów.

Dalszy rozwój i powstanie pierwszych komputerów osobistych

W 1945 roku opublikowano pierwszy raport z EDVAC, ulepszonej wersji pierwszego komputera von Neumanna. Obliczenia wykonywał nie tylko kartami perforowanymi, ale także korzystając z własnej pamięci, co zmniejszyło liczbę lamp i przyspieszyło proces obliczeń.

Pierwsze komputery PC na sprzedaż pojawiły się po stworzeniu mikroprocesorów. IBM próbował zorganizować pierwszą sprzedaż już w 1974 roku. Ale urządzenia w ogóle nie były poszukiwane. Urządzenia te wykorzystywały kasety jako pamięć, a koszt maszyn wynosił nie więcej i nie mniej - 10 tysięcy dolarów amerykańskich. Stąd brak popytu.

Odpowiedź na pytanie, kto stworzył pierwszy komputer dostępny do użytku domowego, wynika z nazwy maszyny - IBM 5100. Maszyna ta miała 64 KB pamięci i mogła uruchamiać niektóre programy. Pomimo kosztów i niejasnego przeznaczenia użytkowania, pierwsza sprzedaż nadal miała miejsce.

Rozwój krajowy

Inżynierowie w Związku Radzieckim również nie siedzieli w miejscu i opracowali własny produkt. Kto stworzył komputer w ZSRR? Projektem kierował S. A. Lebiediew. Prace rozpoczęły się w 1948 r. Samochód wyprodukowano dopiero pod koniec 1950 roku. Już w 1952 r. Przeprowadzono poważne obliczenia problemów naukowych i technicznych na radzieckich MESMach.

Warto dodać, że tworząc pierwszy komputer w ZSRR Lebiediew niezależnie od von Neumanna podjął decyzję o wykorzystaniu do obliczeń programu zapisanego w pamięci.

Pomimo tego, że Mała Elektroniczna Maszyna Obliczeniowa miała małą prędkość i niewielką ilość pamięci, miała dość rozwinięte algorytmy. Posiadał także urządzenie magazynujące do długoterminowego przechowywania poleceń i niezmiennych stałych.

Historia gier komputerowych

Zastanawiam się, jaka była pierwsza gra na świecie? Powstał w 1962 roku w Massachusetts Institute of Technology. Oczywiście rozwój tego produktu został przeprowadzony przez inżynierów w godzinach wolnych od pracy.

Pierwsza gra nazywała się Spacewar. Fabuła opiera się na bitwie pomiędzy dwoma liniowcami kosmicznymi, które atakują się specjalnymi rakietami. Gra została uruchomiona na osobnym procesorze o prędkości 100 tysięcy operacji na sekundę i pamięci 9 KB.

Na wyświetlaczu pojawiła się mapa gwiazd z liniami. Sterowanie i strzelanie z pistoletu odbywało się za pomocą joysticków i klawiatury. Liczba rakiet, którymi dysponował każdy wróg, była ograniczona, co dodało emocji prostej strzelance. Każdy gracz musiał nie tylko trafić wroga, ale także unikać jego ataków. Można było manewrować między gwiazdami lub wykonywać hiperskoki w przestrzeni.

Gra została wypuszczona komercyjnie i planowano osiągnąć dobry zysk z produktu. Ale zabawka nigdy nie zyskała dużej popularności, choć rozsławiła jej twórców w wąskich kręgach. Niemniej jednak późniejsze zmiany w tym kierunku były już pożądane.

Powstanie ENIAC-a, pierwszego komputera na świecie, zapoczątkowało rozwój w kierunku elektroniki i technologii komputerowej. Ludzkość osiągnęła dziś całkiem sporo sukcesów, jednak postęp nie stoi w miejscu i czasami trudno nawet wyobrazić sobie, co nas czeka dalej.

2 Pierwszy komputer .................................................................. ...................................................... ............... 4

3 Generacje komputerów .................................................. ...................................................... ............... 6

3.1 Pierwsza generacja komputerów............................................ ......................................6

3.2 Druga generacja komputerów............................................ ..................................7

3.3 Komputery trzeciej generacji............................................ ....... .................................. ...8

3.3.1 Minikomputer........................................................... ...................................................... ........................9

3.4 Komputery czwartej generacji............................................ ..................................10

3.4.1 Superkomputer .................................................. ...................................................... .............. 12

3.5 Piąta generacja komputerów............................................ ....... .................................. ..13

Historia wynalazku komputerów

1 Jak to się wszystko zaczęło

Pod koniec XIX wieku Herman Hollerith w Ameryce wynalazł maszyny liczące i wykrawające. Do przechowywania informacji numerycznych używali kart perforowanych.

Każda taka maszyna mogła wykonywać tylko jeden konkretny program, manipulując dziurkowanymi kartami i dziurkowanymi na nich numerami.

Maszyny liczące i wykrawające wykonywały perforację, sortowanie, sumowanie i drukowanie tablic numerycznych. Maszyny te były w stanie rozwiązać wiele typowych problemów przetwarzania statystycznego, rachunkowości i innych.

G. Hollerith założył firmę produkującą maszyny liczące i wykrawające, która następnie przekształciła się w IBM, obecnie najsłynniejszego producenta komputerów na świecie.

Bezpośrednimi poprzednikami komputerów były komputery przekaźnikowe.

W latach 30. XX wieku znacznie rozwinęła się automatyzacja przekaźników, co umożliwiło kodowanie informacji w postaci binarnej.

Podczas pracy maszyny przekaźnikowej tysiące przekaźników przełączają się z jednego stanu do drugiego.

W pierwszej połowie XX wieku nastąpił szybki rozwój technologii radiowej. Głównym elementem ówczesnych odbiorników i nadajników radiowych były elektronowe lampy próżniowe.

Lampy elektronowe stały się podstawą techniczną pierwszych komputerów elektronicznych (komputerów).

2 Pierwszy komputer

Pierwszy komputer – uniwersalna maszyna wykorzystująca lampy próżniowe – powstał w USA w 1945 roku.

Maszyna ta została nazwana ENIAC (skrót od: Electronic Digital Integrator and Calculator). Projektantami ENIAC-a byli J. Mauchly i J. Eckert.

Prędkość liczenia tej maszyny tysiąckrotnie przewyższała prędkość ówczesnych maszyn sztafetowych.

Pierwszy komputer elektroniczny, ENIAC, zaprogramowano metodą plug-and-switch, czyli program zbudowano poprzez połączenie poszczególnych bloków maszyny z przewodami na tablicy rozdzielczej.

Ta skomplikowana i żmudna procedura przygotowania maszyny do pracy spowodowała, że ​​była ona niewygodna w obsłudze.

Podstawowe idee, na których przez wiele lat rozwijała się technologia komputerowa, zostały opracowane przez największego amerykańskiego matematyka Johna von Neumanna

W 1946 roku w czasopiśmie Nature opublikowano artykuł J. von Neumanna, G. Goldsteina i A. Burksa „A Preliminary Rozpatrzenie logicznego projektu elektronicznego urządzenia obliczeniowego”.

W artykule omówiono zasady budowy i działania komputera. Główną z nich jest zasada zapisanego programu, zgodnie z którą dane i program umieszczane są w ogólnej pamięci maszyny.

Podstawowy opis budowy i działania komputera nazywany jest zwykle architekturą komputera. Idee przedstawione we wspomnianym artykule nazwano „architekturą komputerową J. von Neumanna”.

W 1949 roku zbudowano pierwszy komputer o architekturze Neumanna – angielską maszynę EDSAC.

Rok później pojawił się amerykański komputer EDVAC. Wymienione maszyny istniały w pojedynczych egzemplarzach. Produkcja seryjna komputerów rozpoczęła się w krajach rozwiniętych w latach 50-tych.

W naszym kraju pierwszy komputer powstał w 1951 roku. Nazywała się MESM – mała elektroniczna maszyna licząca. Projektantem MESM był Siergiej Aleksiejewicz Lebiediew.

Pod przewodnictwem S.A. Lebiediewa w latach 50. budowano szeregowe komputery lampowe BESM-1 (duża elektroniczna maszyna licząca), BESM-2, M-20.

W tamtym czasie samochody te należały do ​​najlepszych na świecie.

W latach 60-tych S.A. Lebiediew kierował rozwojem komputerów półprzewodnikowych BESM-ZM, BESM-4, M-220, M-222.

Wybitnym osiągnięciem tamtego okresu była maszyna BESM-6. To pierwszy domowy i jeden z pierwszych komputerów na świecie wykonujący prędkość 1 miliona operacji na sekundę. Kolejne pomysły i opracowania S.A. Lebiediew przyczynił się do powstania bardziej zaawansowanych maszyn kolejnych generacji.