История развития вычислительной техники

История развития вычислительной техники

Вычисления в доэлектронную эпоху

Древнейший метод счета предметов заключался в сопоставлении предметов некоторой группы (например, животных) с предметами другой группы, играющей роль счетного эталона. У большинства народов первым таким эталоном были пальцы (счет на пальцах) .

Расширяющиеся потребности счета заставили людей использовать другие счетные эталоны (зарубки на палочке, узлы на веревке и так далее)

В древнем мире при счете больших количеств предметов для обозначения определенного их количества (у большинства народов — десяти) стали применять новый знак, например зарубку на другой палочке. Первым вычислительным устройством, в котором стал использоваться этот метод, был абак .

Древнегреческий абак представлял собой посыпанную морским песком дощечку. На песке проводились бороздки, на которых камешками обозначались числа. Одна бороздка соответствовала единицам, другая — десяткам и так далее. Бели в какой-то бороздке при счете набиралось более 10 камешков, их снимали и добавляли один камешек в следующем разряде.

По мере усложнения хозяйственной деятельности возникла потребность в арифметических вычислениях . Для выполнения простейших арифметических операций (сложение и вычитание) стали использовать абак , а по прошествии веков — счеты

В XIX веке были изобретены механические счетные машины — арифмометры . Арифмометры могли не только складывать, вычитать, умножать и делить, но запоминать промежуточные результаты, печатать результаты вычислений и так далее.

В середине XIX века английский математик Чарльз Бэббидж выдвинул идею создания программно управляемой счетной машины , имеющей арифметическое устройство, устройство управления, а также устройства ввода и печати.

Аналитическую машину Бэббиджа (прообраз современных компьютеров) по сохранившимся описаниям и чертежам построили энтузиасты из Лондонского музея науки. Аналитическая машина состоит из 4000 стальных деталей и весит 3 тонны

Вычисления производились Аналитической машиной в соответствии с инструкциями (программами) , которые разработала леди Ада Лавлейс (дочь английского поэта Байрона). Графиню Лавлейс считают первым программистом и в ее честь назван язык программирования АДА.

Первыми носителями информации для хранения программ, были перфокарты . Программы записывались на перфокарты путем пробития в определенном порядке отверстий в плотных бумажных карточках. Затем перфокарты помещались в Аналитическую машину, которая считывала, расположение отверстий и выполняла вычислительные операции в соответствии с заданной программой.

Развитие электронно-вычислительной техники

ЭВМ первого о поколения

В 40-е годы XX века начались работы по созданию первых электронно-вычислительных машин , в которых механические детали заменили электронные лампы .

ЭВМ первого поколения требовали для своего размещения больших залов, так как в них использовались десятки тысяч электронных ламп. Такие ЭВМ создавались в единичных экземплярах; стоили очень дорого и устанавливались в крупнейших научно-исследовательских центрах.

В 1945 году в США была построена машина ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer — электронный числовой интегратор и калькулятор) ,

а в 1950 году в СССР была создана МЭСМ (Малая Электронная Счетная Машина)

ЭВМ первого поколения могли выполнять вычисления со скоростью нескольких десятков тысяч операций в секунду , последовательность выполнения задавалась программами. Программы писались на машинном языке , алфавит которого состоял из двух знаков - 0 и 1

Программы вводились в ЭВМ с помощью перфокарт или перфолент , причем наличие отверстия на перфокарт е соответствовало знак у «1», а его отсутствие — знаку «О».

Результаты вычислений выводились в форме длинных последовательностей нулей и единиц с помощью печатающих устройств. Писать программы на машинном языке и расшифровывать результаты вычислений могли только высококвалифицированные программисты.

ЭВМ второго поколения

В 60-е годы XX века были созданы ЭВМ второго поколения, в которых на смену электронным лампам пришли транзисторы, которые имеют в десятки и сотни раз меньшие размеры и массу, более высокую надежность и потребляют значительно меньшую электрическую мощность . Такие ЭВМ производились малыми сериями и устанавливались в крупных научно-исследовательских центрах и ведущих высших учебных заведениях.

В СССР в 1967 году вступила в строй ЭВМ второго поколения БЭСМ-6, которая могла выполнять 1 миллион операций в секунду . В БЭСМ-6 использовалось 260 тысяч транзисторов .

Работа программистов по разработке программ существенно упростилась, так как стала проводиться при помощи языков программирования высокого уровня (Алгол, Бейсик и другие).

ЭВМ третьег о поколения

Начиная с 70-х годов прошлого века в качестве элементной базы ЭВМ третьего поколения стали использовать интегральные схемы . В интегральной схеме ( маленькой полупроводниковой пластине ) могли быть плотно упакованы тысячи транзисторов, каждый из которых имел размеры, сравнимые с толщиной человеческого волоса.

ЭВМ на базе интегральных схем стали гораздо более компактными, быстродействующими и дешевыми . Такие мини-ЭВМ производились большими сериями и стали доступны для большинства научных институтов и высших учебных заведений.

Персональные компьютеры

Развитие высоких технологий привело к созданию больших интегральных схем — БИС, включающих десятки тысяч транзисторов. Это позволило приступить к выпуску компактных персональных компьютеров, доступных для массового пользователя .

Первый персональный компьютер Apple II был создан в 1977 году. В 1982 году фирма IBM приступила к изготовлению персональных компьютеров IBM PC.

Вопросы

• Почему современные персональные компьютеры в сотни раз меньше, но при этом в сотни тысяч раз быстрее ЭВМ первого поколения?

• Почему современные персональные компьютеры стали доступны для массового потребителя?