История развития компьютеров

Буквальное значение слова компьютер – вычислитель. На заре эры компьютеров считалось, что основная функция компьютера — вычисление. По мере развития компьютеры превратились в универсальные устройства для работы с информацией различного вида.

Устройства для облегчения труда при выполнении вычислений человечество использовало очень давно. Еще в Древнем Вавилоне 5 тысяч лет до Нашей Эры уже использовали устройство для вычислений – абак. В Древнем Китае 2500 лет назад изобрели счеты.

В 1641-1642 гг. Блез Паскаль создает действующую суммирующую машину ("паскалину").Это было началом эры механических компьютеров.

В 1673 г. немецкий ученый Вильгельм Готфрид Лейбниц, создает счетную машину для сложения и умножения двенадцатиразрядных десятичных чисел. Такие устройства получили название арифмометры.

Рис. 1.2. Первые арифмометры.

Главным недостатком таких устройств является невозможность работы в автоматическом режиме, т. е. без участия человека.

В 1836-1848 г.г. английский ученый Чарльз Беббидж впервые предпринял попытку автоматизировать процесс вычисления. Аналитическая машина, проект которой он разработал, явилась механическим прототипом появившихся спустя столетие электронных компьютеров. В ней предполагалось иметь те же основные устройства: арифметическое, памяти, управления, ввода, вывода. Программа выполнения вычислений записывалась на перфокартах (пробивками), на них же записывались исходные данные и результаты вычислений.

Программы вычислений на машине Беббиджа, составленные дочерью Байрона Адой Августой Лавлейс, поразительно схожи с программами, составленными впоследствии для первых электронных компьютеров. Замечательную женщину назвали первым программистом мира.

В конце 30-х и начале 40-х годов XX века в разных станах начали разрабатывать компьютеры на базе электронных элементов, что привело к революции в развитии компьютеров.

В 1937г. в Германии инженер Конрад Цузе разработал вычислительную машину Z1, в которой уже использовал принцип программирования.

В 1944 г. ученый Гарвардского университета Говард Айкен создает первую в США релейно-механическую цифровую вычислительную машину МАРК-1.

. В начале 1946 г. начала считать реальные задачи первая ламповая ЭВМ «ЭНИАК» (ENIAC), созданная под руководством физика Джона Мочли при Пенсильванском университете. По размерам она была более впечатляющей, чем МАРК-1: 26 м в длину, 6 м в высоту, вес 35 тонн.

Рис. 1.3. ЭВМ «ЭНИАК»

В 1946 г. Джон фон Нейман составил отчет, который содержал развернутое и детальное описание принципов построения цифровых электронных вычислительных машин (ЭВМ), которых и придерживаются до сих пор.

Основные принципы построения цифровых электронных вычислительных машин, сформулированные Джон фон Нейман:

· двоичное кодирование информации;

· хранение программы и данных в оперативной памяти;

· автоматическое выполнение программы;

· в состав электронных вычислительных машин должны входить: арифметическо-логическое устройство,

устройство управления,

устройство ввода,

устройство вывода.

В конце 50-х - начале 60-х годов появились ЭВМ второго поколения. Элементной базой в них был транзистор.

Появились системы автоматизации программирования, состоящие из алгоритмических языков и трансляторов для них. Теперь пользователь изучал язык ЭВМ, приближенный к языку научных, инженерных или экономических расчетов. Программа, написанная на известном машине языке, переводилась на язык команд автоматически, с помощью программы-переводчика. Такие программы называли трансляторами, а процесс перевода - трансляцией. Например, Фортран или Алгол-60.

В начале 70-х годов в качестве элементной базы начали использовать интегральные микросхемы. Это были ЭВМ третьего поколения.

Развитие микроэлектроники позволило создать и освоить технологию интегральных схем с особо большой плотностью компоновки. На одном кристалле размером меньше ногтя стали размещать не десятки и сотни, а десятки тысяч транзисторов и других элементов. С появлением сверхбольших интегральных схем (СБИС), составивших элементную базу ЭВМ четвертого поколения, их производительность возросла фантастически - до сотен миллионов операций в секунду.

Из таблицы 1.3 видно как стремительно развивалась вычислительная техника в эти годы.

Таблица 1.3 Поколения ЭВМ

Параметр ЭВМ	1-ое 1946-1955	2-ое 1955-1965	3-е	4-ОЕ после 80г.
1965-1970	после 70г.
Основные элементы	Реле, эл. лампы	Транзисторы	ИС Интегральная схема	БИС Большая интегральная схема	СБИС Сверхбольшая интегральная схема
Быстродействие	1мс	1мкс	10нс	1нс	< 1нс
Плотность упаковки, элементов/см3	0,1	2-3	10-20		> 10000

В начале 80-х начались разработки персональных компьютеров (ПК) – компьютеров личного пользования. Блестящих результатов в этом достигла фирма IBM, создав ПК IBM PC, который вскоре завоевал весь рынок ПК и стал стандартом для всех производителей ПК.

Рис. 1.4. Персональный компьютер IBM PC