Розвиток обчислювальних пристроїв

Лічильна техніка в історії людства відома задовго до винаходу комп'ютерів. Абак, рахівниця, арифмометри, логарифмічна лінійка, калькулятор - далеко не повний перелік лічильних пристроїв і пристосувань, винайдених і використаних в різних країнах і на різних континентах.

Загальновизнано, що ідея універсального лічильника - комп'ютера - вперше прийшла в голову англійцю Чарльзу Беббіджу в 20-х р.р. 19 в. У 30-ті р.р. 19 в. Беббідж створив спочатку різницеву машину для обчислення многочленів (до 6 ступеня), а потім універсальну аналітичну машину, в якій було передбачено "склад" (пам'ять), "млин" (процесор), програмне управління (за допомогою перфокарт француза Жаккара)). Обидві машини створювалися на механічних елементах. Через складність реалізації Беббідж так і не зміг закінчити свою аналітичну машину. Ідеї Беббіджа випередили свій час. Ними захопилася Ада Аугуста Лавлейс - графиня, дочка Дж. Г. Байрона. Вважається, що саме вона написала першу в світі комп'ютерну програму (для обчислення чисел Бернуллі).

Протягом 19 в. ідеї Беббіджа знайшли послідовників в Англії та Швеції. Але лише приблизно через 100 років були створені перші комп'ютери на електричних елементах - електромеханічних реле (30-40 рр.. 20 в.). Піонерами тут були німці та американці.

У 1943 р. в США з'явився перший комп'ютер на електронних елементах - електронних вакуумних лампах (Дж. Моучлі, П. Еккерт). Розрахунки займали секунди, хвилини, а протягом годин і днів комп'ютер простоював, тому що дуже багато часу займала підготовка до роботи (набір програм методом комутації за допомогою штекерів, ремонт та ін.)

Для підвищення ефективності комп'ютера були залучені науковці, зокрема, група під керівництвом відомого математика Дж. фон Неймана. Ця група в 1945 р. опублікувала доповідь, в якій були викладені передові на той час принципи побудови та роботи комп'ютера. Ці принципи зумовили розвиток ВТ практично протягом всього 20 в. Відповідно, комп'ютери, побудовані за цими принципами (їх три), стали називати "неймановскую машинами"

Основні принципи роботи неймановской машини:

принцип програмного управління;

принцип збереженої програми;

принцип довільного доступу до оперативної пам'яті (RAM-принцип).

До особливостей "неймановской машини" відносяться також монопрограмність і монопроцесорність (одноядерний). Група фон Неймана у своїй концепції виходила з аналогії властивостей пропонованого комп'ютера і властивостей нормального людського мозку, який одночасно здатний вирішувати тільки одну задачу (один мозок - один процесор, одне завдання - одна программа). Перша "неймановская машина" була створена в 1949 р. (М. Уілкс, Великобританія).

У Радянському Союзі в 30-50-і рр.. 20 в. проблематика ОТ і ПЗ була під державним забороною, як "буржуазна лженаука" (поряд з кібернетикою, генетикою та ін.) Тому комп'ютер в нашій країні з'явився з деякою затримкою щодо Заходу, тим більше що через заборону вченим і інженерам, захопленим ідеєю комп'ютера, доводилося працювати в напівпідпільних лабораторіях, що прикривалися "пристойними" (за державними мірками) вивісками. Слово "комп'ютер" віддавало закордоном, до якої в ту пору ставилися підозріло в нашій країні, що живе за "залізною завісою". Тому для позначення нової техніки стали використовувати більш звичну "радянській людині" назву "електронна обчислювальна машина" (ЕОМ).

Робота над першою вітчизняною ЕОМ почалася в 1947 р. під керівництвом С.А. Лебедєва, а створена вона була на початку 50-х рр.. під назвою МЕСМ (мала електронна лічильна машина). На початку 60-х рр.. з'явилася БЕСМ-1 (керівник розробки все той же С.А. Лебедєв), потім послідовно БЕСМ-2, М-20, БЕСМ-3, БЕСМ-4, М-220, М-222, БЕСМ-6 та ін Створені в СРСР ЕОМ були не гірше західних комп'ютерів, а за багатьма параметрами навіть перевершували їх. Але потім з ряду обставин (в основному, економічного характеру) було взято курс на згортання виробництва вітчизняних ЕОМ, копіювання західних комп'ютерів у вигляді єдиної серії ЕОМ (ЄС ЕОМ). Досі практика копіювання та закупівлі зарубіжних зразків ВТ і ПО триває нам же самим на шкоду. "Наздогнати і перегнати Захід", як того вимагала влада, при такій стратегії розвитку ВТ та ПЗ виявилося не під силу в 20 ст., Буде неможливо і надалі, якщо не розвивати власне виробництво.

Покоління комп'ютерів (ЕОМ)

Покоління комп'ютерів, як і покоління людей, перетинаються в часі - в один і той же час існують комп'ютери - "дідуся", "діти" і "онуки". Час життя одного покоління комп'ютерів - приблизно 20 років. За час від створення комп'ютерів 1-го покоління до теперішнього часу можна говорити про шість поколіннях (за деякими даними - про п'ять). Ось ці покоління (табл. 1):

Таблица 1.

Покоління комп'ютерів (ЕОМ)

Покоління (№, роки)	Елементна база	Програмне забезпечення	Дані	Інтерфейс	Типи комп'ютерів
1, 40-60 рр.. 20 ст.	ЕВП (електровакуумні прилади)	Двійковий код, мнемокод	Двійкові числа	Командний (програма, що комутується)	Унікальні ЕОМ колективного користування
2, 50-70 рр..	Транзистори (напівпровідники), мікроскладення	Мнемокод, асемблер, алгоритмічні мови; операційні системи (ОС)	Двійкові, десяткові числа	Командний (збережена програма)	Унікальні ЕОМ, міні-ЕОМ
3, 60-80 рр..	ІС (інтегральні схеми), БІС (великі ІС)	ОС, алгоритмічні мови, асемблер, бібліотеки програм	Числа і тексти	Командний (збережена програма)	Серії ЕОМ, міні-ЕОМ, мікро-ЕОМ
4, 70-90 рр..	МП (мікропроцесор), НВІС (надвеликі ІС)	ОС, алгоритмічні мови, асемблер, ППП (пакети прикладних програм), мережі, утиліти	Числа, тексти, графіка	WIMP (графічний: W - Window I - Image M - Menu P - Pointer)	ПК (персональний комп'ютер), суперкомп'ютер, графічна станція, мережевий комп'ютер
5, 80 -2000 рр..	Кілька МП ("багатоядерний" комп'ютер), НВІС, оптоелектроніка	ОС, ППП, ІТ (інформаційні технології), мережі, утиліти, штучний інтелект, мультимедіа	Будь-які дані, включаючи зображення, анімацію, звук; бази даних	WIMP	ПК різних модифікацій, суперкомп'ютери, інтелектуальні термінали
6, 90 рр.. -?	Оптоелектроніка, біомолекули, квантова техніка	Мережі, штучний інтелект, мультимедіа, квантові алгоритми	Будь-які дані, знання; бази знань	SILK (S - Speech I - Image L - Language K - Knowledge)	Типаж не визначений

Таким чином, покоління комп'ютерів відрізняються один від одного елементної базою, програмним забезпеченням, використовуваними даними, інтерфейсом і типажем комп'ютерів. Ці ознаки є основними, але можна використовувати (на додаток до них) та інші ознаки, більш тонкі (наприклад, виконувані функції, що підключаються периферійні пристрої, споживана потужність і ін.)