Історія розвитку обчислювальної техніки та системи числення

Тестування

Персональний комп’ютер – це не лише ноутбук, або коробка з монітором та клавіатурою. Аналогічні пристрої містяться у смартфонах, банкоматах, терміналах для оплати рахунків, сучасних телевізорах, автомобілях та більшості інших складних приладів.

ЕОМ – електронна обчислювальна машина, здатна виконувати обчислювальні задачі будь-якої складності за наявності відповідної програми.

Найперші обчислення в історії людства проводилися на пальцях. Саме тому число 10 лежить в основі всіх наших розрахунків – ми використовуємо десяткову систему числення.

З розвитком торгівлі і виникненням грошей з’явилася необхідність додавати і віднімати великі числа. Тому десь у 3-му тисячолітті до н.е. з’явився перший обчислювальний пристрій – абак, прообраз сучасної рахівниці. Він являв собою дошку з “канавками”, по яких можна було рухати кісточки, камінці або зернятка.

Історія ЕОМ – з чого все починалося

Стрімкий розвиток наук у Давній Греції призвів до появи різних механічних приладів, в тому числі обчислювальних, найвідомішим з яких є “антикітерський механізм” на основі зубчатих передач, призначений для астрономічних розрахунків.

Античні часи завершилися. Розпочалося Середньовіччя, темна доба в історії науки і техніки. Лише в епоху Відродження людство повернулося обличчям доісторії і стало стрімко наздоганяти втрачений час.

Одним з результатів Першої науково-технічної революції став і прогрес в області обчислювальної техніки. В XVII столітті почали з’являтися арифмометри – настольні механічні машини для проведення арифметичних операцій (додавання та віднімання чисел, більш пізні вже вміли також множити та ділити): “обчислювальний годинник” Шикарда, “паскаліна” Паскаля, “Механічний калькулятор” Лейбніца. Далі – поява логарифмічного числення, нові моделі обчислювальних машин та промисловий випуск арифмометрів у 1820 р.

В 1804 р. французький ткач Джозеф Марі Жаккар (або Жаккард) винайшов верстат, здатний виробляти тканину з рельєфним візерунком, який задавався за допомогою перфокарт – картонних карток із отворами. Це дозволило налагодити промислове виробництво тканини, названої далі жаккардовою, принесло винахіднику премію від імператора Наполеона Бонапарта і ексклюзивне право на ліцензійні відрахування (одні з перших в історії) за кожний діючий верстат його конструкції у Франції. А сам винахід став першим в історії програмованим пристроєм.

В 1822 англійський математик Чарльз Бебідж побудував прототип “різницевої машини” для автоматичного обчислення логарифмічних таблиць. Під час роботи над нею він придумав концепцію універсальної обчислювальної машини, яку назвав “аналітичною”. Аналітична машина Бебіджа складалася (майже як сучасні ЕОМ) з арифметичного пристрою, пам’яті та пристроїв вводу-виводу. За задумкою винахідника пристрій мав виконувати будь-які операції згідно програми, записаної на перфокартах, але за багатьох причин його проект так і не було втілено в життя. Разом із ним над винаходом активно працювала графиня Ада Лавлейс, донька поета Джорджа Байрона, яка і написала першу програму для (тоді ще не існуючого) комп’ютера. Таким чином, першим програмістом в історії була саме жінка ;-).

В 1936 англійський математик Алан Тьюрінг запропонував математичну модель обчислювальної машини, відому як машина Тьюрінга. Довів, що вона здатна виконати будь-які обчислення, і ввів поняття алгоритму – послідовності дій, необхідних машині для досягнення результату. Сама ж комп’ютерна програма являє собою записаний набір команд, які задають алгоритм у формі, зрозумілій для машини.

В 1938 молодий німецький інженер Конрад Цузе побудував у себе вдома механічну цифрову обчислювальну машину Z1 з програмним управлінням та використанням двійкової системи числення – фактично перший повноцінний комп’ютер. Також до його досягнень відносяться декілька вдосконалених “зетів”, чия конструкція лягла в основу наступних комп’ютерів, та перша “алгоритмічна” мова програмування Plankalkul, яка дозволяла використовувати для написання програми конструкції більш зрозумілі людині замість машинних команд. На жаль, це був початок Другої світової війни, коли Німеччина залишилася одна проти всіх, і більшість його досягнень ще довго залишалися невідомими в світі.

ПЕРШЕ ПОКОЛІННЯ ЕОМ (1946 Р.)

базувалося на електронних вакуумних лампах – великих пристроях з низькою ефективністю та надійностю. Великі ЕОМ. Для вводу-виводу даних використовувалися перфокарти та перфоленти, швидкодія сягала 10-20 тис. операцій в секунду.

1946 – завершення розробки ENIAC’у. Перший електронний цифровий комп’ютер, побудований на замовлення армії США для обчислення балістичних таблиць. Обчислювальна потужність – 350 операцій множення або 5000 операцій додавання на секунду. Вага – 27 тонн.

1950 – введення в експлуатацію “Малої електронної обчислювальної машини” в СРСР, побудованої під керівництвом академіка Сергія Лебедєва в Інституті електротехніки АН УРСР. Перша ЕОМ в Європі.

ДРУГЕ ПОКОЛІННЯ ЕОМ (1955 Р.)

базувалося на транзисторах (перший кремнівий транзистор виготовлено у 1954р.) – більш компактних та надійних елементах для побудови електронних схем. Для вводу-виводу даних використовувалася магнітна стрічка, швидкодія – 100 тис. – 1 млн. операцій в секунду.

1957 – перший транзисторний комп’ютер американської фірми NCR.

ТРЕТЄ ПОКОЛІННЯ ЕОМ (~1965 Р.)

стало можливим внаслідок винайдення в 1956 р. інтегральних мікросхем, які дозволили монтувати електронні схеми з дуже високою щільністю розташування елементів. Поява мініЕОМ. Швидкодія – 1-10 млн. операцій в секунду.

ЧЕТВЕРТЕ ПОКОЛІННЯ ЕОМ (70-ТІ РР.)

розпочалося після виникнення мікропроцесорів (1971р – перший масовий мікропроцесор фірми Intel) внаслідок розвитку електроніки та появи великих інтегральних схем. Мікропроцесори замінили десятки інших мікросхем, що дозволило ще зменшити розміри комп’ютерів. Поява мікроЕОМ, магнітних дисків та “дискет”.

1976 – 26-річний американський програміст Стів Возняк створив персональний комп’ютер Apple 1, який вважається сьогодні першим комерційно успішним персональним комп’ютером. Його шкільний друг Стів Джобс вигадує продавати такі “персональні комп’ютери” звичайним людям, вони створюють компанію Apple і комп’ютери стають масовим явищем.

За найбільш поширеною точкою зору четверте покоління ЕОМ триває досі, лише нарощуючи потужність та кількість елементів.

Паралельно ведуться дослідження альтернативних принципів побудови ЕОМ, але сам термін “п’яте покоління ЕОМ”, що символізує принциповий якісний стрибок комп’ютерних технологій, досі не є чітко визначеним.

Джерело Prometheus