Компьютер – как все начиналось

Компьютерная эволюция

Среди наиболее важных технологий, созданных человечеством за всю его историю, компьютеры — пожалуй, самое недавнее изобретение. Однако потребность в вычислениях существовала с глубокой древности. Уже первые сель­ско­хозяйственные цивилизации Месопотамии столкнулись с такими объемами цифр и данных, хранить и пересчитывать которые в уме было слишком сложно. Тогда и появился первый прообраз компьютера — абак.

Несложное устройство, похожее на старые бухгалтерские счеты, позволяло манипулировать цифрами обычной десятеричной системы. Каждый дальнейший ряд костяшек представлял следующую степень десяти: пятнадцати, например, соответствовали пять сдвинутых костяшек на нижней планке плюс одна — на второй снизу.

Чтобы прибавить к нему 115, достаточно было сдвинуть одну костяшку в третьем ряду (100), одну во втором (10) и пять в нижнем (пять), а поскольку 10 сдвинутых костяшек нижнего ряда равны одной во втором ряду, осталось вернуть их назад и добавить одну выше — 130. Готово.

ЭВМ – это

Сначала требуется узнать, что подразумевается под понятием «вычислительная техника». Это – важнейший компонент процесса выполнения различных действий вычислительного характера. Комплекс технических средств, ключевые функциональные элементы которых выполнены на электронных составляющих. Он предназначается для автоматической обработки информации в процессе решения информационных задач и математических вычислений.

Компьютер – это устройство/система, выполняющее конкретную, четко поставленную задачу, изменяемую последовательность операций. Последняя имеет название программы.

Сегодня нет строгого деления на ЭВМ и компьютеры. Эти слова – аналоги.

Классификация

ЭВМ можно разделить на несколько категорий. Сегодня основными видами соответствующих устройств считают:

• компьютерные системы;
• девайсы для управления сетями;
• автоматизированные средства проектирования, создания моделей и прогнозов;
• автоматизированные системы управления и обработки информации;
• устройства разработки программного обеспечения.

Представления о компьютерах сейчас сформировались весьма четкие. Даже дети работают с подобными устройствами. Но раньше ПК и ноутбуки были редкостью. Их история развития началась задолго до изобретения электричества.

ЭВМ второго поколения

В 60-х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения. Машины стали компактнее, надежнее, менее энергоемкими. Возросло быстродействие и объем внутренней памяти. Большое развитие получили устройства внешней (магнитной) памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах.

В этот период стали развиваться языки программирования высокого уровня: ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ. Составление программы перестало зависеть от конкретной модели машины, сделалось проще, понятнее, доступнее.

В 1959 г. был изобретен метод, позволивший создавать на одной пластине и транзисторы, и все необходимые соединения между ними. Полученные таким образом схемы стали называться интегральными схемами или чипами. Изобретение интегральных схем послужило основой для дальнейшей миниатюризации компьютеров.

В дальнейшем количество транзисторов, которое удавалось разместить на единицу площади интегральной схемы, увеличивалось приблизительно вдвое каждый год.

Языки

В самых первых компьютерах программы считывались с перфоленты (как в Z3 и Mark I). Устройство чтения перфоленты предоставляло управляющему устройство код операции для каждой инструкции и адреса памяти. Затем управляющее устройство все это декодировало, посылало управляющие сигналы вычислительному блоку и памяти. Набор инструкций жестко задавался в схеме, каждая машинная инструкция (сложение, сдвиг, копирование) реализовывалась непосредственно в схеме. В ENIAC для изменения программы его нужно было перекоммутировать заново, на что уходило значительное время. Машинные коды считают первым поколением языков программирования.

Перфорированная лента с программой вычислений

Первые программисты всегда имели при себе блокнот, в который они записывали наиболее употребляемые подпрограммы — независимые фрагменты программы, вызываемые из главной подпрограммы, например извлечение корня или вывод символа на дисплей. Проблема состояла в том, что адреса расположения переменных и команд менялись в зависимости от размещения в главной программе. Для решения этой проблемы кембриджские программисты разработали набор унифицированных подпрограмм (библиотеку), которая автоматически настраивали и размещали подпрограммы в памяти. Морис Уилкс, один из разработчиков EDSAC (первого практически реализованного компьютера с хранимой в памяти программой), назвал библиотеку подпрограмм собирающей системой (assembly system). Теперь не нужно было собирать программу вручную из машинных кодов, специальная программа (ассемблер) «автоматически» собирала программу. Первые ассемблеры спроектированы Кэтлин Бут в 1947 под ARC2 и Дэвидом Уилером в 1948 под EDSAC. При этом сам язык (мнемоники) называли просто множеством базовых команд или начальными командами. Использовать слово «ассемблер» для процесса объединения полей в командное слово начали в поздних отчетах по EDSAC. Ассемблер можно назвать вторым поколением языков.

«Начальные команды» для EDSAC

1956-1980 годы: системы обработки данных 2-5 поколений

Programma 101

В эти годы были разработаны языки программирования более высокого уровня, а также принципы работы виртуальной памяти, появились первые совместимые компьютеры, базы данных и многопроцессорные системы. Первый в мире свободно программируемый настольный компьютер был создан компанией Olivetti. В 1965 году стала доступна для покупки электронная машина Programma 101 стоимостью 3200 долларов.

«Глобальная деревня»

В 1822 году молодой английский математик Чарльз Беббидж (в будущем между прочим член Императорской академии наук в Санкт-Петербурге) принёс на собрание Королевского Астрономического общества механизм с множеством шестеренок и рычагов. Разностная машина, как назвал её сам изобретатель, повергла в шок всех присутствующих: она могла, например, считать значения многочленов 7-й степени. Однако это изобретение так и осталось всего лишь удачным экспериментом, поскольку её небольшая память не позволяла производить нужные для астрономов вычисления.

После разностной машины Беббидж решил замахнуться на что-то более грандиозное и создал проект аналитической машины, по образу которой строятся современные компьютеры. Аналитическая машина так и не была построена: в окончательном виде она должна была быть не меньше железнодорожного локомотива. Устройство аналитической машины Беббиджа больше напоминало описание какой-то деревни: внутри находился «склад» (сейчас бы мы назвали это память), «мельница» (в современной терминологии — процессор), управляющий элемент (к нему Беббидж, вероятно, не смог придумать сельского названия) и устройство для ввода и вывода данных. По сути для создания компьютера оставалось только придумать схему с хранимой программой. На это ушло больше сотни лет.

Разностная машина Бэббиджа. Источник: curiouslondonguide.com

Вычислительная техника в СССР. Развитие компьютеров. 1986 г⁠ ⁠

Фильм СССР
Первые компьютеры в СССР.
Создание компьютерной музыки.
Познавательный фильм о том какое влияние оказывает на человека компьютер, как необходима жизнь с компьютером в 1986 году.

Цифровое включение

Цифровая инклюзия — это концепция, которая определяет доступ к современным цифровым медиа и инструментам, как и Интернет.

Таким образом, он направлен на демократизацию технологий, основанную на возможности производства и распространения знаний среди всех граждан.