История вычислительной техники

История создания и развития вычислительной техники

30 тыс. лет до н.э.

Обнаружена в раскопках так называемая " вестоницкая кость " с зарубками. Позволяет историкам предположить, что уже тогда наши предки были знакомы с зачатками счета.

VI-V век до н.э.

Абак - греческое слово и переводится как счетная доска. Идея его устройства заключается в наличии специального вычислительного поля, где по определенным правилам перемещают счетные элементы. Действительно первоначально абак представлял собой доску, покрытую пылью или песком. На ней можно было чертить линии и перекладывать камешки.

В Китае абак был известен с IV века до нашей эры. На специальной доске выкладывались счетные палочки. Постепенно их сменили разноцветные фишки, а в V веке появились китайские счеты - суан-пан . Они представляют собой раму с двумя рядами нанизанных на прутики косточек. На каждом прутике их было по семь.

Из Китая суан-пан пришел в Японию. Произошло это в XVI веке и устройство получило название « соробан ».

В России счеты появились в то же время, что и в Японии.

Современный вид русские счеты приобрели к началу XVIII века. Далее они только меняли форму, размер и изгибы проволоки для удобства использования.

Счеты в России использовались почти 300 лет и сменили их только дешевые карманные калькуляторы.

Джон Непер

(1550-1617)

В 1614 году шотландский математик Джон Непер изобрел таблицы логарифмов . Принцип их заключался в том, что каждому числу соответствует свое специальное число - логарифм. Логарифмы очень упрощают деление и умножение . Например, для умножения двух чисел складывают их логарифмы. Результат находят в таблице логарифмов. В дальнейшем им была изобретена логарифмическая линейка , которой пользовались до70-х годов нашего века.

Блез Паскаль

(1623 - 1662)

В 1642 году французский математик Блез Паскаль сконструировал счетное устройство , чтобы облегчить труд своего отца - налогового инспектора, которому приходилось  производить немало сложных вычислений. Устройство Паскаля "умело" только складывать и вычитать . Машина содержала набор вертикально расположенных колес с нанесенными на них цифрами от 0 до 9. При совершении полного оборота колесо сцеплялось с соседним колесом и поворачивало его на одно деление. Машина была очень дорогая и от нее отказались.

Готфрид Вильгельм

Лейбниц

(1646 - 1717)

В 1674 г . н емецкий математик Готфрид Вильгельм Лейбниц расширил возможности машины Паскаля, добавив операции умножения , деления и извлечения квадратного корня . Для работы машины впервые была использована двоичная система счисления . Машина Лейбница стала основой массовых счетных приборов – арифмометров.

Ни одна из этих машин не была автоматической , они требовали непрерывного вмешательства человека.

Жозеф-Мари Жаккар

В 1804 году французский ткач Жозеф-Мари Жаккар придумал способ автоматического контроля за нитью при работе на ткацком станке . Нить поднималась или опускалась при каждом ходе челнока в зависимости от того, есть отверстие ли нет.

Такой ткацкий станок, работающий по программе, был первым массовым промышленным устройством и считается одним из самых совершенных машин, когда-либо созданных человеком

Чарльз Бэббидж

(1792 - 1871)

Чарльз Бэббидж был сыном богатого банкира из Англия и очень талантливым математиком. В 1834 г . он первым разработал подробный проект автоматической вычислительной машины (аналитическая машина). Он предложил управлять своей машиной с помощью перфорированных карт , содержащих определенные команды (программу ). Однако аналитическая машина так же не была построена. Чарльзу Беббиджу не хватило средств для ее постройки. Он работал над своей машиной до конца жизни.

Сын изобретателя продолжил работу отца над машиной и она с переменным успехом спустя десятилетие была построена . Действующий образец печатал результаты вычислений.

Машина Беббиджа оказалась работоспособной, но изобретатель этого уже не увидел. Аналитическая машина.

В ней предусматривались все основные элементы, присущие современному компьютеру.

1. Склад - устройство, где хранятся исходные числа и промежуточные результаты. В современном компьютере это память.

2. Фабрика - арифметическое устройство, в котором осуществляются операции над числами, взятыми из Склада. В современном компьютере это процессор.

3. Блоки ввода исходных данных — устройства ввода .

4. Печать результатов — устройство вывода.

Архитектура машины практически соответствует архитектуре современных ЭВМ , а команды , которые выполняла аналитическая машина, в основном включают все команды процессора .

Ада Лавлейс

(1815-1852)

Первые программы для вычислительной машины Бэббиджа создала Ада Лавлейс (дочь поэта Джорджа Байрона), в честь которой впоследствии был назван один из языков программирования – Ада . Она разработала основные принципы программирования , которые остаются актуальными до настоящего времени .

Джордж Буль (1815-1864)

В 1854 году Английский математик Джордж Буль опубликовал работу « Математический анализ логики », которая легла в основу нового раздела математики, широко используемого создателями современных компьютеров.

Герман Холлерит (1860- 1929)

В 1890 г. американский ученый Герман Холлерит сконструировал первую эле ктр омеханическую машину для сортировки и подсчета перфокарт - табулятор . Эта машина содержала реле, счетчики, сортировочный ящик и впервые была использована при подведении итогов переписи населения в США.

В 1896 г . Г.Холлерит основал фирму Computing Tabulation Company , в 1924 г. Ставшую всемирно известной фирмой IBM ( International Business Machine Corporation) .

Клод Шеннон

(1916 - 2000)

В 1936 году Американский математик и инженер Клод Шеннон показал возможность применения аппарата математической логики для синтеза и анализа релейно-контактных переключательных схем .

Джон Атанасофф

(1903- 1995)

Дж. Атанасов (болгарин по происхождению) и К. Берри построили ЭВМ , включавшую в себя электронную память и электронное устройство сложения и вычитания , а также ряд механических компонентов.

Но эта машина еще не была универсальной.

Конрад Цузе

(1910- 1995)

К. Цузе сконструировал первый универсальный компьютер на электромеханических элементах. Он работал с двоичными числами и использовал представление чисел с плавающей запятой.

Говард Айкен

(1900 - 1973)

Под руководством американского математика Говарда Айкена создана автоматическая вычислительная машина «Марк-1» с программным управлением. Она была построена на электромеханических реле, а программа обработки данных вводилась с перфоленты.

Джон фон Нейман (1903 - 1957)

В 1946 г . блестящий американский математик венгерского происхождения Джон фон Нейман сформулировал основную концепцию хранения команд компьютера в его собственной внутренней памяти , что послужило огромным толчком к развитию электронно-вычислительной техники.

Преспер Эккерт(1919—1995) и

Джон Моучли(1907—1980)

В 1946 году Американцы Эккерт и Моучли сконструировали первый электронный цифровой компьютер «Эниак» ( Electronic Numerical Integrator and Computer ).

Машина имела 20 тыс. электронных ламп и 1,5 тыс. реле . Она работала в тысячу раз быстрее, чем «Марк-1», выполняя за одну секунду 300 умножений или 5000 сложений.

С.А. Лебедев (1902 - 1974)

Развитие электронной вычислительной техники в СССР тесно связано с именем академика С.А. Лебедева , под руководством которого были созданы первые отечественные ЭВМ : в 1951 г.- MЭCM (Малая электронная Счетная машина) самая быстродействующая тогда в Европе.

Основные даты

• Пальцы рук
• Около 3000 лет до нашей эры - счёты в Китае.
• 1614г . – Изобретение логарифмов Дж. Непер
• 1642г . – Первая механическая суммирующая машина Паскаля.
• 1676г . – Первая машина Лейбница.
• 1804г . –Первый автоматический ткацкий станок Жозеф-Мари Жаккарда.
• 1834г . – Ч. Бэббиджем разработан проект аналитической машины.
• 1854г. – Дж. Буль опубликовал работу «Математический анализ логики».
• 1890г . – Табулятор Холлерита.
• 1936г . – Клод Шенон изобрел логические схемы или вентили.
• 1939г. – Джон Атанасофф создал прототип вычислительной машины на базе двоичных элементов .
• 1941г. – Конрад Цузе сконструировал первый универсальный компьютер на электромеханических элементах. .
• 1944г. – Первый цифровой компьютер Айкена (МАРК 1).
• 1945г – Джон фон Нейман сформулировал основные принципы работы и компоненты современных компьютеров.
• 1946г. – Первый полностью электронный цифровой компьютер Моучли и Эккерта (ЭНИАК).
• 1951г. – В Киеве построен первый в континентальной Европе компьютер МЭСМ (малая электронная счетная машина С.А. Лебедева.

Поколения ЭВМ  

Поколение ЭВМ - нестрогая классификация ЭВМ по степени развития элементной базы и программного обеспечения.

I поколение 1945-1955

Быстродействие порядка 10-20 тысяч операций в секунду.

В схемах использовались электронные лампы . Эти компьютеры были огромными, неудобными и слишком дорогими машинами , которые могли приобрести только крупные корпорации и правительства. Лампы потребляли огромное количество электроэнергии и выделяли много тепла.

Характеризовались отсутствием программного обеспечения . Программирование шло в кодах ЭВМ.

На ЭВМ работают специалисты по вычислительной технике

II поколение 1955-1965

Быстродействие до 300000 оп/сек Характеризуются использованием в них как электронных ламп , так и дискретных транзисторных логических элементов . Появились высокопроизводительные устройства для работы с магнитными лентами, магнитные барабаны и первые магнитные диски .

Появление языков программирования высокого уровня. Появление первых операционных систем. На ЭВМ работают ученые.

III поколение 1965-1975 год

Быстродействие до 4000000 оп/сек

Появляются Микросхемы низкой степени интеграции

Промышленное применение ЭВМ Вычислительные центры коллективного пользования. Появление микроЭВМ . Развитие мощных операционных систем обеспечивающих многопользовательский многозадачный пакетный режим работы вычислительных центров общего пользования. На ЭВМ работает инженерно-технический персонал.

IV поколение 1975-до настоящего времени

Четвёртое поколение — это теперешнее поколение компьютерной техники, разработанное после 1970 года.

Микросхемы сверхвысокой степени интеграции (СБИС). Рабочая частота до 3000000000 герц (приблизительно 600000000 оп/сек). Роботизированные комплексы.

Появление ПЭВМ. Бурное развитие сетей ЭВМ и средств связи. Внедрение вычислительной техники в непроизводственную сферу.

Развитие программного обеспечения и операционных систем , обеспечивающих работу за ЭВМ неквалифицированных пользователей.