Краткая история развития компьютеров

Тема 2. Компьютерная техника

 

 

Развитие науки, вычислительной техники и развитие информационного общества являются взаимозависимыми. Как общество проходило определенные этапы – первобытнообщинный, рабовладельческий, феодальный, так и вычислительная техника развивалась поэтапно. В течение всей предшествующей XX веку истории развития человеческой цивилизации основным предметом труда оставались материальные объекты. Деятельность за пределами материального производства и обслуживания, как правило, относилась к категории непроизводительных затрат.

Революционные изменения в области информационных основ общества происходили в результате возникновения письменности, а затем и книгопечатания. Однако они не задевали самой важной компоненты информационных процессов - переработки информации.

Сейчас ученые выделяют признаки информационного общества. Информационное общество - это общество, в котором в качестве главных факторов производства выступают факторы идеальные: знания и информация. Невозможность развиваться в одном темпе с информационными технологиями можно рассматривать как источник нового вида дискриминации, широко используется на дипломатическом уровне по отношению к тем или иным прослойкам общества либо к гражданам той или иной страны термин «информационное неравенство». Если изобретение печатной книги сделало необходимым для члена общества умение читать, то использование информационных технологий в обществе обязывает уметь обращаться с электронной информацией, рассредоточенной по общемировой информационной сети. В некотором роде, в мировом сообществе начинается компания по ликвидации неграмотности, и количество компьютерно-грамотных людей со временем станет таким же важным показателем развития страны, как количество людей, умеющих читать и писать.

Первыми счетными устройствами, прообразами современных компьютеров, были китайские счеты, созданные более 6 тысяч лет назад.

Первая вычислительная машина была создана в 1642 году французским математиком и физиком Блезом Паскалем (1623-1662). Она могла лишь выполнять элементарные арифметические действия – сложение и вычитание.

В 1694 году немецкий ученый, математик Фон Лейбниц (1646 – 1716) создал вычислительную машину, которая выполняла уже 4 арифметических действия. Ее сейчас рассматривают как попытку создания алгебры логики.

В 1770 году Якобсон создал вычислительную машину, способную работать с пятизначным числом.

В 1801 году Жакар создал автоматический ткацкий станок, в качестве программы для которого была использована перфорированная карта.

Английский ученый Ч. Беббедж предложил использовать программы с целью автоматизации вычислений. В 1823 году им была создана разностная машина по проверке и составлению математических таблиц.

С 1833 по 1871 гг. Беббедж создавал механическую цифровую вычислительную машину, названную впоследствии аналитической машиной Беббиджа. Это была аналитическая машина по проверке и составлению математических таблиц.

В 1854 году Буль создал алгебру логики, которая впоследствии нашла применение в ПК и явилась очень важным условием и предпосылкой развития схемотехники.

В 1866 году американский ученый Холмрит создал перфокарточную систему. Его компьютер использовал электрические сигналы.

В 1930 году Буш создал разностный анализатор - аналоговое вычислительное устройство для решения дифференциальных уравнений.

В 1935 году Зусе создал механическую машину Z1, которая выполняла двоичные операции.

В 1936 году Тьюринг создал так называемую «машину Тьюринга», являвшуюся теоретической системой для вычислений.

В 1938 году Шеннон изобрел двоичные переключательные схемы. Производился анализ релейных переключательных схем.

В 1943 году Блетчли создал Colossus-1 - первый электронный компьютер.

В 1943 году в Гарвардском университете была создана машина МARK-1, в которой использовались электромагнитные реле.

В 1943 - 1946 гг. Эккерт Маукли создал машину, считающуюся первым компьютером – ЕNIAC. Этот электронный компьютер мог выполнять 5000 операций сложения в секунду.

В 1947 году Фон Нейман создал машину EDVAC, ставшую поворотным пунктом в конструирование компьютеров.

В 1948 году Манчестерский университет создал более поздний коммерческий вариант машины MARK-1 фирмы FERRANTI.

В 1948 году в Bell Telephone Laboratories был изобретен транзистор - основа для компьютеров второго (после лампового) поколения. Первое поколение электронных вычислительных машин (ЭВМ), таких, как EDSAC и Colossus, было громоздким, ненадежным, построенные на лампах, они нуждались в холодильных установках. На этой стадии началась разработка программного обеспечения (например, операционная система ЭВМ EDSAC)

В 1949 году в Кембриджском университете была создана машина EDSAC. Ее программным нововведением было наличие операционной системы.

В 1954 - 1957 гг. фирмой NCR был создан компьютер NCR 304 - первый компьютер на транзисторах.

В 1959 году фирмой IBM была создана наиболее распространенная в мире транзисторная ЭВМ IBM 1401.

Ко второму поколению ЭВМ относят, например, IBM 1401 и NCR 304, которые строились на транзисторах, изобретенных Шокле, Бардиным, Браттеном, сотрудниками Bell Telephone Laboratories.

В 1956 году Дартмунд колледж занялся разработкой «Искусственного интеллекта». «Искусственному интеллекту» предстоит занять центральное место в машинах пятого поколения.

В 1957 году Ньюэлл Шоу Саймон создал общий «решатель задач» - основу для важных разработок в области «Искусственного интеллекта».

В 1960 году фирма DEC создала PDP 8 - первый мини компьютер.

В 1968 году фирмой IBM создала компьютерную серию ЭВМ IBM/360 и IBM/370 – на монолитных интегральных схемах.

В 1971 году фирма Intel выпустила микропроцессор – это была первая серьезная принципиальная разработка в микроэлектронике.

В 1972 году фирма Unimation явилась первой компанией по производству промышленных роботов

Третье поколение IBM/360 и ICL 1900 создавались на базе интегральных схем: транзисторы, резисторы, конденсаторы и диоды размещались в пределах поверхностного десятимикронного слоя кремниевой пластины. Компоненты соединялись слоем металла, напыляемого на такую пластину, причем требуемые межсоединения обеспечивались путем соответствующего вытравливания материала. На этой стадии были разработаны языки программирования высокого уровня (Кобол, Фортран) и сложные операционные системы.

Характерным представителем машин этого класса являются ЕС ЭВМ.

Единая система электронных вычислительных машин (ЕС ЭВМ) представляет собой семейство программно совместных машин третьего поколения.

Каждая модель ЕС ЭВМ имела базовый набор внешних устройств. Например, ЕС 1050 имела:

- 5 накопителей на магнитных дисках;

- 8 накопителей на магнитных лентах;

- 2 контролера для дисков и лент;

- 2 устройства ввода с перфокарт;

- 1 устройство ввода с перфолент;

- 2 пишущие машинки;

- 2 устройства подготовки данных на перфокартах и перфолентах.

Четвертое поколение IBM 3081, Fujitsu M380 и др. Характерны повышенной степенью интеграции микросхем с использованием технологии СБИС (сверхбольших интегральных схем). На этом этапе вводится различные архитектурные и программные новшества. Характерным представителем машин этого класса являются СМ ЭВМ. Производительность процессоров систем мини ЭВМ, известных как СМ ЭВМ - от 200 тыс. операций/с. до 1 млн. операций/с. Емкость оперативной памяти 256 Кбайт, имеется возможность расширения до 1 Мбайта. Имеется много периферийных устройств. Внешняя память организована на магнитных дисках, сменных магнитных дисках, гибких магнитных дисках, магнитных лентах, перфокартах. Накопители на магнитных дисках в зависимости от типа имеют емкости в 4.9 Мбайт и 10 Мбайт. Максимальное количество накопителей - 4. Емкость накопителя на сменных магнитных дисках 20.48 Мбайт. Гибкие магнитные диски имеют емкость 256 Кбайт. Используются два диска. Максимальное количество накопителей на магнитных лентах - 4. В СМ1420 могут входить несколько типов печатающих устройств со скоростью вывода на печать до 500 строк в минуту. Количество подключаемых дисплеев от 1 до 8. Мультипликатор передачи данных обеспечивает обмен между вычислительным комплексом и удаленными терминалами. Количество обслуживаемых терминалов - до 16. Используемые языки программирования - Фортран, Бейсик, Паскаль, Кобол, Макроассемблер.

В 1988 году альянсом стран Европы, а также Японией и США была разработана система хранения информации на CD и принят международный стандарт ISO-9660, описывающий файловую систему на CD-ROM.

В 1979 году Япония разработала планы создания систем пятого поколения, впервые была изложена программа разработок.

Пятое поколение компьютеров – это современный этап их развития. Отличительные черты:

- новые технологии производства;

- отказ от традиционных языков программирования таких, как Кобол и Фортран в пользу языков с повышенными возможностями манипулирования символами и с элементами логического программирования (Пролог и Лисп);

- акцент на новые архитектуры (например, на архитектуру потока данных);

- новые способы ввода-вывода, удобные для пользователя (например, распознавание речи и образов, синтеза речи, обработка сообщений на естественном языке);

- искусственный интеллект (т. е. автоматизация процессов решения задач, получения выводов, манипулирование знаниями).