История изобретения и развития средств вычислительной техники

Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень, давно. Многие тысячи лет назад для счета использовались счетные палочки, камешки и т.д. Абак – наиболее ранее счетное устройство, первоначально представляющее собой глиняную пластину с желобами, в которых раскладывались камни, представляющие числа. Появление абака относят к четвертому тысячелетию до н.э. местом появления считается Азия. В средние века в Европе абак сменился разграфленными таблицами. Вычисления с их помощью называли счетом на линиях, а в России в 16 – 17 веках, появилось намного более передовое изобретение, применяющееся и поныне – русские счеты.

В 1642 году Блез Паскаль изобрел устройство, механически выполняющее сложение чисел, а в 1673 году Готфрид Вильгельм Лейбниц сконструировал арифмометр, позволяющий механически выполнять четыре арифметических действия. Начиная с 19 века, арифмометры получили очень широкое применение. На них выполняли даже очень сложные расчеты, например расчеты баллистических таблиц для артиллерийских стрельб. Существовала и специальная профессия – счетчик – человек, работающий с арифмометром, быстро и точно соблюдающий определенную последовательность инструкций (такую последовательность инструкций впоследствии стали называть программой). Но многие расчеты производились очень медленно – даже десятки счетчиков должны были работать по несколько недель и месяцев. Причина проста – при таких расчетах выбор выполняемых действий и запись результатов производились человеком, а скорость его работы весьма ограничена.

В первой половине 19 века английский математик Чарльз Бэббидж попытался построить универсальное вычислительное устройство – «аналитическую» машину, которая должна была выполнять вычисления без участия человека. Для этого она должна была уметь исполнять программы, вводимые с помощью перфокарт (карт из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий, они в то время уже широко употреблялись в ткацких станках), и иметь «склад» для запоминания данных и промежуточных результатов (в современной терминологии – память). Однако Бэббидж не смог довести до конца работу по созданию Аналитической машины – она оказалась слишком сложной для техники того времени.

В 1943 году с помощью работ Бэббиджа учеными Гарвардского университета началась разработка одной из первых электромеханических вычислительных машин. Она была собрана в 1944 году и получила название «Марк-1». В 1945 году к работе был привлечен знаменитый математик Джон фон Нейман, который подготовил доклад об этой машине. Доклад был разослан многим ученым и получил широкую известность, поскольку в нем фон Нейман ясно и просто сформулировал общие принципы функционирования универсальных вычислительных устройств, т.е. компьютеров. Прежде всего, компьютер должен иметь:

· арифметическо-логическое устройство,

· механизм управления,

· запоминающие устройства,

· внешние устройства для ввода и вывода информации.

Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана, был построен в 1949 году английским исследователем Морисом Уилксом. Однако следует заметить, что конструкция современных компьютеров несколько отличается от приведенной выше. В частности, арифметическо - логическое устройство и механизм управления объединены в единую систему – центральный процессор. Тем не менее, большинство современных компьютеров в основных чертах соответствуют принципам, изложенных фон Нейманом.

В 1953 году была выпущена IBM 701 построенная на электронно-вакуумных лампах. Первые компьютеры были очень большими устройствами – огромные залы были заставлены шкафами с электронным оборудованием. Все это стоило очень дорого, поэтому компьютеры были доступны только крупным компаниям и учреждениям. Однако в борьбе за покупателей, фирмы производившие компьютеры и электронное оборудование для них, стремились сделать свою продукцию более быстродействующей, компактнее и дешевле. Благодаря достижениям современной технологии на этом пути были достигнуты поистине впечатляющие результаты.

Первый шаг к уменьшению размеров компьютеров стал возможен с изобретением в 1948 году транзисторов - миниатюрных электронных приборов, которые смогли заменить в компьютерах электронные лампы. Следующий шаг к миниатюризации компьютеров – был связан с изобретением интегральных схем.

В 1975 году фирма Apple выпустила первую партию персональных компьютеров. Успех превзошел все ожидания, и ознаменовал собой революцию в области производства и применения компьютеров. Распространение персональных компьютеров к концу 70-х годов привело к некоторому снижению спроса на большие ЭВМ и мини-ЭВМ. Это стало предметом серьезного беспокойства фирмы IBM (Internazional Business Machines Corporation) – ведущей компании по производству больших ЭВМ, и в 1979 году фирма IBM решила попробовать свои силы на рынке персональных компьютеров.

В августе 1981 года новый компьютер под названием IBM РС (читается – Ай-Би-Эм Пи-Си) был официально представлен публике, и вскоре после этого он приобрел большую популярность у пользователей. Через один – два года компьютер IBM РС занял ведущее место на рынке. Фактически IBM РС стал стандартом персонального компьютера. Сейчас такие компьютеры («совместимые с IBM РС”) составляют около 90% всех производимых в мире персональных компьютеров.

В IBM РС была заложена возможность усовершенствования его отдельных частей и использования новых устройств. Фирма IBM сделала компьютер не единым неразъемным устройством, а обеспечила возможность его сборки из независимо изготовленных частей аналогично детскому конструктору. При этом методы сопряжения устройств с компьютером IBM РС не только не держались в секрете, но и были доступны всем желающим. Этот принцип, называемый принципом открытой архитектуры, наряду с другими достоинствами обеспечил потрясающий успех компьютеру IBM РС, но лишил фирму IBM возможности единолично пользоваться плодами этого успеха.

В настоящее время индустрия производства компьютеров и программного обеспечения является одной из наиболее важных сфер экономики развитых стран. Ежегодно в мире продаются десятки миллионов компьютеров. А объем продаж составляет десятки миллиардов долларов, и постоянно продолжает расти. Причина успеха – сравнительно невысокая стоимость компьютера, и его выгодность для многих деловых применений.