George: компьютер для MIT 1958 года

История развития вычислительной техники. Отечественная вычислительная техника. Первая ЭВМ

Как только человек открыл для себя понятие «количество», он сразу же принялся подбирать инструменты, оптимизирующие и облегчающие счёт. Сегодня сверхмощные компьютеры, основываясь на принципах математических вычислений, обрабатывают, хранят и передают информацию – важнейший ресурс и двигатель прогресса человечества. Нетрудно составить представление о том, как происходило развитие вычислительной техники, кратко рассмотрев основные этапы этого процесса.

Самая популярная классификация предлагает выделить основные этапы развития вычислительной техники по хронологическому принципу:

• Ручной этап. Он начался на заре человеческой эпохи и продолжался до середины XVII столетия. В этот период возникли основы счёта. Позднее, с формированием позиционных систем счисления, появились приспособления (счёты, абак, позднее — логарифмическая линейка), делающие возможными вычисления по разрядам.
• Механический этап. Начался в середине XVII и длился почти до конца XIX столетия. Уровень развития науки в этот период сделал возможным создание механических устройств, выполняющих основные арифметические действия и автоматически запоминающих старшие разряды.
• Электромеханический этап – самый короткий из всех, какие объединяет история развития вычислительной техники. Он длился всего около 60 лет. Это промежуток между изобретением в 1887 году первого табулятора до 1946 года, когда возникла самая первая ЭВМ (ENIAC). Новые машины, действие которых основывалось на электроприводе и электрическом реле, позволяли производить вычисления со значительно большей скоростью и точностью, однако процессом счёта по-прежнему должен был управлять человек.
• Электронный этап начался во второй половине прошлого столетия и продолжается в наши дни. Это история шести поколений электронно-вычислительных машин – от самых первых гигантских агрегатов, в основе которых лежали электронные лампы, и до сверхмощных современных суперкомпьютеров с огромным числом параллельно работающих процессоров, способных одновременно выполнить множество команд.

Этапы развития вычислительной техники разделены по хронологическому принципу достаточно условно. В то время, когда использовались одни типы ЭВМ, активно создавались предпосылки для появления следующих.

George: компьютер для MIT 1958 года

Vintage Computer Festival East — ежегодная компьютерная выставка, которая проводится в городе Уолл (Wall), Нью-Джерси. На этой выставке показываются компьютеры середины 20-го века (50-е, 60-е, 70-е). На этой выставке показано множество интересных компьютерных систем, включая главный экспонат: компьютер George, разработанный в единственном экземпляре для MIT. Соответственно, у этого компьютера нет серийного номера, только имя, полученное от создателя, компании George A. Philbrick Researches.

К сожалению, сборка такого раритета — не самая проста задача. Добровольцы, работающие на выставке, почти собрали систему, но запустить ее еще не успели — вероятно, это случится через несколько дней. Стоит отметить, что работники выставки не просто сохраняют свои экспонаты в текущем виде, но и восстанавливают то, что не работает. В ближайщих планах — замена блока питания George с 400 В на нечто более современное и менее летальное.

Сама система — модульного типа, с кабелями, которые соединяют отдельные подули. Каждый модуль выполняет собственную задачу. К примеру, чуть выше монитора можно видеть надпись «Universal Multiplier — Divider». Есть и модуль «Arbitrary Function Component», отвечающий за построение графиков. При этом для модулей нет «правильной» конфигурации — все приходится узнавать опытным путем. Вся настройка, по словам инженеров MIT, займет примерно неделю.

Кроме George, на выставке есть много всего интересного. К примеру, реплика Apple I, с подборкой оригинальных моделей компьютеров Apple более поздних времен. Есть даже часть ENIAC-а, и робот, который выглядит, как выходец из «Звездных войн».

Есть еще один интересный компьютер, который называется «MOBIle DIgital Computer». Его мобильность, правда, заключается в том, что компьютер можно перевозить — размещен он в немалых размеров трейлере. В другом трейлере — генераторы и блоки питания для системы. Аббревиатура системы — MOBIDIC.

Начало 20 века

1931: В Массачусетском технологическом институте Ванневар Буш изобретает и строит первый крупномасштабный автоматический механический аналоговый компьютер общего назначения.

1937: Джон Винсент Атанасофф, профессор физики и математики в Университете штата Айова, подает грантовое предложение на создание первого электрического компьютера без использования шестерен, кулачков, ремней или валов.

1941: Немецкий изобретатель и инженер Конрад Цузе завершает свою машину Z3, самый ранний в мире цифровой компьютер.

1941: Атанасофф и его аспирант Клиффорд Берри разрабатывают первый цифровой электронный компьютер в США, названный компьютером Атанасоффа-Берри. Это первый раз, когда компьютер способен хранить информацию в своей основной памяти и способен выполнять одну операцию каждые 15 секунд.

1947: Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн из Bell Laboratories изобретают транзистор. Они узнают, как сделать электрический выключатель из твердых материалов и без необходимости вакуума.

1949: Команда из Кембриджского университета разрабатывает электронный автоматический калькулятор задержки (EDSAC) — первый практический компьютер с сохраненной программой. А в ноябре ученые построили первый в Австралии цифровой компьютер для воспроизведения музыки под названием Council for Scientific and Industrial Research Automatic Computer (CSIRAC).

История ЭВМ: от перфокарт до персональных компьютеров

Ровно 33 года назад, 12 августа 1981 года, на свет появился первый массовый персональный компьютер IBM PC, который со временем стали называть просто PC (ПК). То, что для нас уже давно стало привычным делом, в то время было настоящей революцией. M24.ru выделило основные этапы развития электронно-вычислительных машин.

Электронные вычислительные машины того времени представляли из себя массивные конструкции весом в несколько тонн. Каждый новый этап развития ЭВМ был связан не только с техническим прогрессом, но и с программным. Взять хотя бы Windows, который пришел на смену «бездушному» DOS.

Именно IBM, годом основания которой считается 1889 год, внесла огромный вклад в развитие компьютерной техники. Ее прародительница, корпорация CTR (Computing Tabulating Recording) включала в себя сразу три компании и выпускала самое различное электрическое оборудование: весы, сырорезки, приборы учета времени. После смены директора в 1914 году компания начала специализироваться на создании табуляционных машин (для обработки информации). Спустя 10 лет CTR поменяло свое название на International Business Machines или IBM.

M24.ru выделило основные этапы развития ЭВМ и их основных представителей, давших толчок к развитию современных компьютеров.

Еще в 1888 году инженер Герман Холлерит, основатель IBM, создал первую электромеханическую счетную машину — табулятор, который мог считывать и сортировать данные, закодированные на перфокартах (бумажных карточках с отверстиями). Его даже использовали при переписи населения в 1890 году в США.

При этом история компьютеров IBM началась спустя более полувека, в 1941 году, когда был разработан и создан первый программируемый компьютер «Марк 1» весом порядка 4,5 тонн, 17 метров в длину, 2,5 метра – в высоту. Президент IBM вложил в него 500 тысяч долларов. Впервые «Марк 1» был запущен в Гарвардском университете в 1944 году. Чтобы понять, насколько сложна была конструкция машины, достаточно сказать, что общая длина проводов составила 800 км. При этом компьютер осуществлял три операции сложения и вычитания в секунду.

Первое поколение ЭВМ

Первая ЭВМ, основанная на ламповых усилителях, под названием «Эниак» была создана в США в 1946 году. По размерам она была больше, чем «Марк 1»: 26 метров в длину, 6 метров в высоту, а ее вес составлял около 30 тонн. При этом по производительности «Эниак» в 1000 раз превышала «МАРК-1», а на ее создание ушло почти 500 тысяч долларов. Но у нее были существенные недостатки: очень мало памяти для хранения данных и долгое время перепрограммирования – от нескольких часов и до нескольких дней.

Кстати, среди создателей «Эниак» был ученый Джон фон Нейман, предложивший архитектуру ЭВМ, заложенную в компьютерах с конца 1940-х до середины 1950-х годов. Именно он осуществил переход к двоичной системе счисления и хранению полученной информации.

В 1951 году появился первый коммерческий компьютер UNIVAC, и уже в 1952 году вышел «IBM 701». Это был первый крупный ламповый научный коммерческий компьютер, причем создали его достаточно быстро – в течение двух лет. Его процессор работал значительно быстрее, чем у UNIVAC — 2200 операций в секунду против 455. В одну секунду процессор «IBM 701» мог выполнять почти 17 тысяч операций сложения и вычитания.

Второе поколение ЭВМ

Второе поколение ЭВМ использовало в своей основе транзисторы, созданные в 1947 году. Это была очередная революция, в результате которой существенно уменьшились размеры и энергопотребление компьютеров, так как сами биполярные транзисторы в разы меньше вакуумных ламп.

В 1959 году появились первые компьютеры IBM на транзисторах. Они были надежны, и ВВС США стали использовать их в системе раннего оповещения ПВО. А в 1960 году IBM разработала мощную систему Stretch или «IBM-7030». Она была и вправду сильна – создатели добились 100-кратного увеличения быстродействия. В течение трех лет он был самым быстрым компьютером в мире. Однако со временем IBM уменьшила его стоимость, а вскоре и вовсе сняла с производства.

Третье поколение ЭВМ

Третье поколение компьютеров связано с использованием интегральных схем (в которых используется от десятков до сотен миллионов транзисторов), впервые изготовленных в 1960 году американцем Робертом Нойсом.

В 1964 году IBM объявила о начале работы над целой линейкой IBM System/360.

System/360 хорошо продавалась даже спустя шесть лет после анонса системы. За 6 лет IBM выпустила более 30 тысяч машин. Однако затраты на разработку System/360 были очень велики — около пяти миллиардов долларов. Таким образом, System/360 заложила фундамент для следующих поколений, первым из которых был System/370.

Четвертое поколение ЭВМ

Четвертое поколение связано с использованием микропроцессоров. Первый такой микропроцессор под названием «Intel-4004» был создан в 1971 году компанией Intel, до сих пор остающейся в лидерах. Спустя 10 лет IBM выпустила первый персональный компьютер, который так и назывался IBM PC. Самая дорогая конфигурация стоила 3000 долларов и предназначалась для бизнеса, а конфигурация за 1500 долларов – для дома.

Процессор Intel 8088 работал на частоте 4,77 МГц (сейчас этот показатель в тысячи раз больше), а объем ОЗУ — 64 кбайта (сейчас – в миллионы раз больше). Для хранения информации использовались 5,25-дюймовые флоппи-дисководы. Жесткий диск нельзя было установить из-за недостаточной мощности блока питания.

Интересно, что разработкой компьютера занимались всего четыре человека. Причем IBM не запатентовала ни операционную систему DOS, ни BIOS, что породило огромное количество клонов. Уже в 1996 году IBM уступило первое место по продажам ПК на ею же основанном рынке.

Несмотря на то, что современные гаджеты сильно отличаются по характеристикам от своего предшественника, все они относятся к тому же поколению ЭВМ.

Основные толчки для развития компьютеров дала наука (появление ламп, а затем транзисторов). В настоящее время распространяется ввод информации с голоса, общения с машиной на человеческом языке (приложение Siri в iPhone) и активная работа над роботами. Основное мнение, что будущее – за квантовыми компьютерами, которые будут использовать в своей основе молекулы и нейрокомпьютерами, использующими центральную нервную систему человека и непосредственно его мозг. Однако для того, чтобы эти технологии появились, необходимо досконально изучить эти системы.

Компьютеры: их история восходит к 19 веку

Здравствуйте дорогие читатели! Несмотря на то, что большинство людей впервые увидели компьютеры 25 лет назад, их история намного длиннее. Первый компьютер, точнее первая машина, которая начала свое существование, была построена в 19 веке Чарльзом Бэббэджем. Он был далеко от современных компьютеров, но он служил краеугольным камнем современности.

Если мы с вами оглянемся в прошлое, мы знаем, что предшественники компьютеров существовали 5000 лет назад. Абакус — первая известная машина, которая работает с числами и используется, например, в Вавилоне. Это была практически система горизонтальных и вертикальных канавок на покрытом пылью камне (с древнего «абак» — пыль), в котором были нарисованы фигуры. Самым старым сохранившимся экземпляром абакуса является таблица Саламии, которая датируется примерно 300 г. до н.э. Но давайте пропустим античность и первые счетчики, и посмотрим на первые признаки сегодняшних реальных компьютеров.

Программируемые машины как шаг № 1

1833 год стал переломным для английского математика, философа и изобретателя. Чарльз Бэббидж перешел на проектирование первой аналитической машины. Он не закончил его полностью, но, согласно его предложению, в 1991 году был построен дифференциальный станок, первый полностью программируемый компьютер, который работал безупречно на основе перфорированных меток в качестве носителя ввода, а его структура включала в себя хранилище информации в качестве памяти и «мельницу» в качестве процессора.

Компьютер Чарльза Бэббиджа мог работать с пятидесятизначными числами и точной десятичной точкой, и в качестве привода был выбран паровой двигатель. Бэббидж также прекрасно знал, что ему нужен программист. Кто бы мог подумать, что им станет математик Ада Лавлейс, дочь поэта лорда Байрона, которого считают первым программистом в мире.

Нулевое поколение

Компьютеры нулевого поколения в основном включают электромеханические машины, использующие реле и работающие на частоте около 100 Гц. Первая рабочая вычислительная машина была построена немецким инженером Конрадом Цузем. Уже в 1934 году он начал работать над созданием вычислительных средств. В 1936 году он закончил его, дизайн конструкции машины был полностью завершен два года спустя. Z1, как называл его Цуз, работал в двоичной системе с арифметикой, с плавающей строкой и программой с перфолентой. Но компьютер был чрезвычайно беспокоящим и настолько непригодным для повседневной жизни, что родилась модель Z2. Эта модель все еще имела механическую память, но у нее уже было 200 реле.

После двух машин, которые не получили большого успеха, была создана третья, в 1941 году. Модель Z3 была создана не только под управлением Цузе, но и Гельмутом Шрейером, и была практически применима на практике. Он содержал 2600 электромагнитных реле и использовался, например, для расчета характеристик баллистических ракет. Этот компьютер выполнял до 50 арифметических вычислений с числами с плавающей запятой в минуту, и память была создана для 64 чисел. Однако этот компьютер оказался печально известным и был уничтожен во время рейда три года спустя.

Колосс

Секретный британский компьютер, построенный в 1943 году, служил для анализа и разбивки захваченных немецких шифров. Colossus содержал 1500 вакуумных трубок, а вторая версия — даже 2500. У его ближайшего конкурента было всего 150. С этим оборудованием Colossus мог декодировать сообщение в течение 2-3 часов.

Марк I и Марк II

Между 1939 и 1944 годами в США родился еще один крупный компьютер под управлением Говарда Хатауэя Эйкена. Компьютер с полным именем Howard Mark I был профинансирован IBM, которая занималась производством перфораторов. Mark I был огромной 15-метровой машиной, приводимой в действие электродвигателем, а программа отвечала за пробивную 24-футовую ленту. Компьютер работал с фиксированной десятичной системой. Марк I даже использовал флот для расчета баллистических таблиц.

Позже Эйкен начал работать над второй версией этого монстра. Mark II был релейным компьютером, и арифметика работала с плавающей запятой, с десятками цифр. Подсчет занял 0,125 секунды и умножился на 0,25 секунды. Его оперативная память насчитывала до 100 цифр. Компьютер был передан ВМС США в 1947 году.

Первое поколение

Первое поколение компьютеров датируется 1945–1951 годами и основывалось главным образом на использовании трубок. Для программы сначала использовались соединительные пластины, а затем перфокарты и ленты. Компьютеры управлялись с системной консоли и были очень неисправны. В Пенсильвании был создан трубчатый компьютер ENIAC, который позволял выполнять циклы и условные переходы. ENIAC был способен выполнять до 5000 сумм в секунду, но его частота отказов была огромной, и его работа была завершена в 1955 году.

В то же время был создан компьютер MANIAC, который был собран год спустя, в 1945 году, и использовался в лабораториях Лос-Аламоса для математических расчетов физических процессов. Он также использовался при разработке ядерной бомбы.

Второе поколение

Второе поколение относится к полетам с 1951 по 1965 год и характеризуется использованием транзисторов, которые позволили компьютерам совершенствоваться как в техническом, так и в пространственном, и в энергетическом отношении. Вместе с компьютерами этого поколения появились первые языки программирования (COBOL, ALGOL и др.). Создатели компьютера ENIAC собрали в 1951 году первый коммерческий компьютер UNIVAC, который год спустя успешно предсказал победу президента Дуайта Эйзенхауэра на выборах.

1960 год принадлежал EPOS I, который был создан в Чешской Республике, в научно-исследовательском институте математических машин. Его преемник EPOS 2 уже был оснащен транзисторами и считался в десятичной арифметике. Код позволял автоматически исправлять одну ошибку, выполнять 30 000 операций в секунду, а его ферритовая память составляла 40000 слов.

Третье поколение

Считается, что машины третьего поколения производились между 1965 и 1980 годами. Компьютеры начинают использовать интегральные схемы, и со временем интеграция также увеличивается. Происходит гораздо больше мультипрограммирования (пока выполняется одно задание, компьютер работает над следующим). Существует также многозадачность, а за пределами мэйнфреймов есть еще меньшие версии (мини-компьютеры и микрокомпьютеры).

IBM System 360

Среди самых известных компьютеров третьего поколения-подвиг IBM 1965 года. IBM 360 выпускался в различных версиях более тысячи серий, и многие компании пытаются имитировать их.

В наших краях EC 1021 получил производство в 1969 году, было произведено около 400 штук.

Четвертое поколение

Четвертое поколение датируется 1981 годом, и его основными характеристиками являются микропроцессоры и персональные компьютеры, которые характеризуют IBM PC. Графические пользовательские интерфейсы созданы, и эра DOS приближается. Существует также интернет и производительность компьютера повышается за счет микропроцессоров. Ноутбуки также производятся. Положительным моментом является то, что ноутбуки сегодня можно купить дешево.В настоящее время используются квантовые компьютеры, а также проводятся эксперименты с фотонными машинами. Что принесет будущее еще не совсем ясно, но на данный момент похоже, что компьютеры будут работать по другому физическому принципу, чем сейчас.

Кто придумал компьютер

Так кого же, все-таки, считать отцом современного компьютера? Кто придумал компьютер?

Похоже, что компьютер чадо многих «родителей». Ведь немало людей внесло свой вклад в совершенствование вычислителя, которым, по сути, и является компьютер.

Но ведь современный компьютер занимается не только исчислениями. Ведь должен же быть кто-то, кто смог «научить» наши компьютеры всему тому, что они умеют!

Бесспорно. Пожалуй, компьютер, такой, каким мы его знаем сегодня, появился благодаря конкуренции двух фирм, Майкрософт и Эппл.

То есть, к создателям привычного для нас компьютера стоит причислить Билла Гейтса и Стива Джобса, с их компаньонами, разработчиками, программистами…

Именно их фирмы, конкурируя за потенциальных покупателей продукции, все усовершенствовали программы, улучшали внешний вид своей продукции, повышали продуктивность и добивались большей компактности.

Ну и конечно, пожалуй, стоит упомянуть Тима Бернерса-Ли, благодаря которому вы, дорогие посетители, можете прочесть эту статью. Ведь именно Тимоти Джон Бернерс-Ли создал интернет!