Компьютеры 21 века история
(«настольный компьютер» в буквальном смысле слова) — стационарный компьютер, имеющий такой форм-фактор, что его удобнее располагать на столе (отсюда и применение термина «десктоп», от англ. desktop — «рабочая поверхность (письменного стола)») дома или в офисе. Раньше системные блоки такого типа обычно были широкими и места на них было достаточно для размещения на нём ЭЛТ-монитора. Это в свою очередь позволяло экономить место на рабочем столе, на который устанавливался десктоп. Естественно, это было учтено конструкторами корпусов, создававшими корпуса для таких системных блоков, способные выдерживать вес ЭЛТ-монитора.
Конструктивная схема стационарного ПК в которой системный блок, монитор и, в настоящее время, микрофон, звуковая колонки, веб-камера конструктивно объединены в одно устройство —моноблок. Такой ПК эргономичнее (занимает минимум пространства) и более привлекателен с эстетической точки зрения. Также такой ПК и более транспортабелен чем стационарный ПК, построенные по раздельной схеме. Обратной стороной этой медали является сравнительно трудная масштабируемость такого ПК и, в том числе, сравнительно трудная самостоятельная техническая модернизация. Также сравнительно затруднено и техническое обслуживание. Например если у моноблока сломается, например, микрофон, то заменить его на исправный нередко возможно только в сервис-центре. Естественно, моноблоки широко применяются в тех случаях, когда на первом месте экономичность, а простота масштабирования или самостоятельного технического обслуживания напротив не являются решающими.
Оптические, квантовые и ДНК-компьютеры
Оптоволоконные технологии уже начали революцию в мире компьютеров. Оптоволоконные линии передачи данных несут информацию с невероятной скоростью и не страдают от электромагнитных помех, как обычные классические кабели. Что если построить компьютер, который использует свет для передачи информации вместо электричества?
Одним из преимуществ будет то, что оптическая или фотонная система будет генерировать меньше тепла, чем традиционный электронный процессор на базе транзисторов. Эти данные также будут передаваться с большей скоростью. Однако инженерам еще предстоит разработать компактный оптический транзистор, который можно выпустить на массовый рынок. Ученые из ETH Zurich смогли построить оптический транзистор размером с одну молекулу. Но чтобы система стала эффективной, ученым нужно охладить молекулу до минус 272 градусов Цельсия, или 1 градуса Кельвина. Это ненамного теплее, чем глубокий космос. И это не совсем практично для обычного пользователя компьютера.
Фотонные транзисторы могут стать частью квантового компьютера. В отличие от традиционных компьютеров, которые используют двоичный счет или биты для выполнения операций, квантовые компьютеры используют квантовые биты или кубиты. Кубит может быть 0,1 или чем-то между ними одновременно.
Рабочий квантовый компьютер сможет решать крупные задачи, которые могут быть разделены на меньшие, в несколько раз быстрее традиционных компьютеров. Вся «фишка» в проблеме распараллеливания. Однако квантовые компьютеры по своей природе нестабильны. Если квантовое состояние компьютера нарушится, машина вернется к вычислительной мощи обычного компьютера. И как и оптические передатчики, собранные силами ETH Zurich, квантовые компьютеры способны работать при нескольких градусах выше абсолютного нуля, чтобы сохранить свое квантовое состояние.
Возможно, будущее компьютеров лежит внутри нас. Команды компьютерных ученых работают над созданием компьютеров, использующих ДНК для обработки информации. Такое сочетание информатики и биологии может проложить путь к следующему поколению компьютеров. ДНК-компьютер обладает определенными преимуществами по сравнению с традиционными машинами. К примеру, ДНК — это распространенный и недорогой ресурс. Если мы обнаружим способ использования ДНК в качестве инструмента обработки данных, она может произвести революцию в компьютерной сфере.
История компьютера
Компьютеры сопровождают человека уже на протяжении многих десятилетий. В настоящее время в эксплуатации находится их 4-е поколение, хотя некоторые люди утверждают, что это уже 5-е поколение, поскольку системы перешли на архитектуру с многоядерными процессорами, но это суждение пока что оспаривается, и мы в этой статье будем придерживаться 4-х поколений.
Предком современного персонального компьютера является арифметическая машина Блеза Паскаля, с помощью которой тот еще в 1642 году производил простейшие операции, такие как сложение и вычитание. Называется она «Паскалево колесо» или «Паскалина» и относится учеными к нулевому поколению компьютеров. Ближе к концу XVII века другой ученый, Готфрид Вильгельм Лейбниц, создает свою вычислительную машину, которая может выполнять уже 4 действия: умножение и деление, вычитание и сложение.
Закончилось нулевое поколение вычислительных машин в XIX веке. Одним из последних экземпляров такой техники было устройство, изобретенное Чальзом Бэббиджем, которое выполняло вычисления, руководствуясь набором инструкций, содержащихся на перфокартах. Такие первые прообразы программ на перфокартах готовили первые программисты, среди которых были и женщины. Первооткрывателем этой профессии у представительниц слабого пола была Ада Ловлейс.
В конце XIX века в Америке появляется первая счетная машина, в которой применяется что-то похожее на клавиатуру. Изобретателями данного устройства, названного «Комптометр», были американцы Таррант и Фельт.
Приблизительно в тоже время Герман Холлерит для ускорения процесса обработки результатов по переписи населения США создает «статистический табулятор». В этой машине для расшифровки данных, нанесенных на перфокарты, использовалось электричество. Устройство получило широкое распространение, а ее создатель развил на основе табулятора фирму, которая через 36 лет преобразовалась во всем известную корпорацию IBM — мирового лидера компьютерной индустрии. К середине XX столетия технологические разработки IBM применяли большинство развитых стран мира.
С 1930-х годов на рынке появляются настольные механические калькуляторы производства фирм «Friden», «Monroe» и «Marchant», позволяющие своим пользователям осуществлять 4 основные арифметические операции. В этот период появляется термин «computer» (в переводе с англ. «вычислитель»). Так называли должность людей, осуществляющих вычисления с помощью калькуляторов.
Первая автоматическая механическая машина, для управления которой использовались программы, была создана немецким инженером Конрадом Цузе в 1938 году.
Второе поколение компьютеров появилось к середине XX века и отличалось от первого использованием ламповых технологий, которые позволили существенно повысить их быстродействие до 20 000 операций/секунду. Первый в истории электронно-цифровой компьютер появился в США в 1945 году. Он был создан двумя Джонами: Джоном Уильямом Мокли и Джоном Преспером Экертом. Друзьяназвалисвоетворение «ENIAC» (Electronic Numerical Integrator and Calculator).
Прошло всего несколько десятков лет, а компьютерная индустрия снова шагнула вперед. Это случилось после изобретения и освоения производства транзисторов. Их применение дало возможность производителям компьютеров снизить вес и габариты своих изделий, а также еще увеличить их скорость, которая стала достигать 1 млн. операций в секунду.
В 50-х годах компания IBM начинает выпуск первых магнитных дисков, предназначенных для хранения информации в цифровом формате, которые получили название RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control).
В 1963 году был разработан алгоритмический язык программирования Бейсик. В дальнейшем на его основе было создано целое семейство высокоуровневых языков.
Третье поколение компьютеров выпускалось с 1965 по 1980 годы и отличалось использованием электронных схем, построенных на базе кремниевых кристаллов.
Студенты Полон Аллен и Билл Гейтс в 1975 году разработали интерпретатор языка Бейсик, применяемый на персональном компьютере «Альтаир». В дальнейшем они же создали компанию «Microsoft», которая и сегодня является ведущим производителем на рынке программных продуктов.
Такие составляющие элементы ПК, как «мышь», дискеты, компакт-диски появились в 80-х годах прошлого столетия.
Новый толчок в истории развития персональных компьютеров был дан созданием графической операционной системы Windows 95, которая поддерживала многозадачность и была унифицирована со многими устройствами одинаковой архитектуры. Кроме этого, данная система была первой, в которой применялась графика. В Windows 95 фирма Microsoft впервые использовала новый протокол Plug & Play, который позволял устройствам устанавливаться в систему в автоматическом режиме.
Четвертое поколение компьютеров появилось в конце 80-х годов и производится до настоящего времени. В связи с тем, что развитие техники удешевило производство персональных компьютеров, они стали доступными широкому кругу пользователей и получили огромное распространение в мире.
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 в 19 веке
1801: Жозеф Мари Жаккард, французский торговец и изобретатель, изобретает ткацкий станок, который использует перфорированные деревянные карты для автоматического плетения тканей. Ранние компьютеры использовали подобные перфокарты.
1821: Английский математик Чарльз Бэббидж задумывает паровую вычислительную машину, которая могла бы вычислять таблицы чисел.
1848: Ада Лавлейс, английский математик и дочь поэта лорда Байрона, пишет первую в мире компьютерную программу.
1853: Шведский изобретатель Пер Георг Шойц и его сын Эдвард разрабатывают первый в мире печатный калькулятор.
1890: Герман Холлерит разрабатывает систему перфокарт, чтобы помочь рассчитать перепись населения США 1890 года.
Нынешнее время
Примерно с 2013 года началось стремительное развитие машин вычислительного типа шестого поколения. Представлены электронными и оптоэлектронными ЭВМ с работой на основе десятков тысяч микропроцессоров. Они наделены параллелизмом. Способны моделировать архитектуру нейронных биологических систем, благодаря чему возможно успешное распознавание сложных образов.
Сейчас для «крупных» операций в качестве решений используют суперкомпьютеры. Они не предназначаются для стационарного «домашнего» применения. Обладают множеством функций и огромной мощностью. Основная сфера применения – Big Data.
Технологии и IT стремительно развиваются. Неизвестно, какие еще идеи будут реализованы в ближайшее время. Но в эру цифровых технологий разработчики стараются внедрять в свои машины искусственный интеллект.
Тенденции показывают то, что фирмы-производители стараются по сей день совершенствовать рассматриваемые «девайсы». Настоящее время демонстрирует следующее — они больше ориентированы на «рядового пользователя». Наделяются не только красивым интерфейсом, но и обладают неплохими мощностями.
Также вам может быть интересна статья «Компьютер – как все начиналось».
P. S. Интересуют компьютеры и сфера информационных технологий? Обратите внимание на профессиональные курсы Otus!
