Первые компьютеры. Когда и кем был сделан самый первый компьютер
Когда появились первые компьютеры? Дать ответ на этот вопрос не так просто, поскольку нет одной единственно правильной классификации электронно-вычислительных машин, а также формулировок, что можно к ним относить, а что — нет.
Само слово «компьютер» было впервые документировано в 1613 году и означало человека, который выполняет расчеты. Но в XIX веке люди поняли, что машина никогда не устает работать, и она может выполнять работу гораздо быстрее и точнее.
Чтобы начать отсчет эры вычислительных машин, чаще всего берут 1822 год. Первый компьютер изобрел английский математик Чарльз Бэббидж. Он создал концепцию и приступил к изготовлению разностной машины, которая считается первым автоматическим устройством для вычислений. Она была способна подсчитывать несколько наборов чисел и делать распечатку результатов. Но, к сожалению, из-за проблем с финансированием Бэббидж так и не смог завершить ее полноценную версию.
Но математик не сдавался, и в 1837 году он представил первый механический компьютер, названный аналитической машиной. Это был самый первый компьютер общего назначения. В это же время началось его сотрудничество с Адой Лавлейс. Она переводила и дополняла его труды, а также сделала первые программы для его изобретения.
Аналитическая машина состояла из таких частей: арифметико-логического устройство, блок интегрированной памяти и устройство для контроля движения данных. Из-за денежных трудностей она также не был завершена при жизни ученого. Но схемы и разработки Бэббиджа помогли другим ученым, которые создавали первые компьютеры.
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.
Так кто придумал первый компьютер?
Родоначальником принято называть именно Чарльза Бэббиджа, который увлекался вычислительными науками с молодого возраста. На основании многолетних трудов он изобрел механизм, способный выполнять сложения разностным методом. Его разработка состояла из множества громоздких шестеренок.
Чарльз Бэббидж
Аппарат путем применения десятичных схем счисления выдавал точный результат в течение минуты. Разработчик Чарльз Бэббидж за свои труды был вознагражден Британской субсидией, общая сумма дотаций составила 17 000 фунтов стерлингов. Эти деньги были пущены на модернизацию аппарата, однако финансирования не хватило для завершения новых проектов.
- Конрад Цузе – разработчик первого электромеханического программируемого аппарата.
- Джон Атанасов – разработал электронный непрограммируемый компьютер.
- Алан Тьюринг – создал универсальную техническую схему.
- Джон Мокли – сконструировал первую ЭВМ.
- Джон фон Нейман – описал архитектуру (устройство хранение информации), которая стала базовой для всех современных компьютеров.
Где был придуман компьютер
Расширенная версия
Раньше люди делали все свои вычисления только при помощи своих природных данных и подручных средств. Например, узелковый способ счета. Придумали его древние индейцы племени Мая примерно в VIII- VII веках до нашей эры. Это связка нитей, на которых завязывали узелки для подсчетов.
Или, к примеру, абак. Это счетная доска, применявшаяся для арифметических вычислений приблизительно с V века до нашей эры в Древней Греции и Древнем Риме. Таким образом, люди пытались облегчить себе работу с вычислениями.
Если взять более позднюю историю, то мы можем заметить, что способы вычислений начали постепенно упрощаться, а машины для вычислений соответственно усложняться. Из абака, которым пользовались греки и римляне, славяне в XV – XVI веках нашей эры придумали счеты. Это самый долго живущий вычислитель, наверное и сейчас счеты есть у кого-то дома. Это костяшки нанизанные на стержни. На первом стержне костяшки имеют достоинство единиц на втором десятков и т.д.
Но заглянем в более позднюю историю, когда появились первые машины для вычислений. В 1642 году Белз Паскаль придумал свою машину для вычислений. Называлась она «Паскалина». Несмотря на то, что умела она только складывать и вычитать. Паскаль сумел продать около дюжины таких машин. Это была первая попытка механизировать вычисления.
Затем сделали логарифмическую линейку — первое устройство, сделавшее вычисления быстрыми и получившее широкое распространение. Принцип действия логарифмической линейки основан на том, что умножение и деление чисел заменяется соответственно сложением и вычитанием их логарифмов. Первый вариант линейки разработал английский математик-любитель Уильям Отред в 1622 году.
В 1673 году Готфрид Лейбниц создал первую в мире машину, которая могла складывать, вычитать, умножать и делить числа. Это был прототип арифмометра, который использовался в Х IX веке.
В 1822 году Чарльз Бэбидж изобрел разносную машину – это первая попытка создать программируемое вычислительное устройство. Программы для нее написала Ада Лавлейс.
ЭВМ — это аббревиатура расшифровывается как электронная вычислительная машина.Первая ЭВМ была создана в США в 1946 году. В группу разработчиков входил Джон фон Нейман. Именно он сформулировал основные принципы работы ЭВМ. В то время над проектами ЭВМ работали также в Великобритании, и СССР. В СССР и континентальной Европе ЭВМ появилась благодаря ученому академику Сергею Алексеевичу Лебедеву. Именно под его руководством в 1951 году создали первую отечественную ЭВМ. Программы для нее написала Екатерина Логвиновна Ющенко. Большой вклад в развитие ЭВМ сделал Виктор Михайлович Глушков. Он создавал множество заводов, на которых изготовлялись ЭВМ. Вел множество разработок, в частности: дистанционное компьютерное управление конвертерным цехом металлургического завода и химическим производством, оптимальный раскрой стальных листов на судостроительных верфях, автоматизированное управление целыми промышленными предприятиями. В.М. Глушкову принадлежит идея однократного ввода данных в систему. На этой идее основан метод безбумажной технологии.
1. Первое поколение (1946-1957). Машины создавались на основе вакуумных электронных ламп; управлять ими можно было с пульта и с помощью перфокарт (картонных карточек с отверстиями, которые кодировали биты данных). Параметры первой такой машины: общая масса – 30 т, количество электронных ламп – 18 тысяч, потребляемая мощность – 150 кВт (такой мощности было достаточно для поддержки небольшого завода).
2. Второе поколение (1958-1963). Вычислительные машины этого типа появились в 1960-х годах. Их элементы были построены на основе полупроводниковых транзисторов. Данные и программы в машины вводили с помощью перфокарт и перфолент (бумажных лент с отверстиями).
3. Третье поколение (1964-1970). Электронно-вычислительные машины этого поколения изготавливали с использованием интегральных схем. Это устройства, состоящие из десятков или тысяч электронных элементов, которые расположены на маленькой (1х1 см) пластине. Управляли работой таких машин с помощью алфавитно-цифровых терминалов. Данные и программы вводили с терминала либо с использованием перфокарт и перфолент.
4. Четвертое поколение (с 1971). Машины создаются на основе больших интегральных схем (плотность электронных элементов – десятки тысяч на кубический сантиметр). Связь с пользователем осуществляется с помощью цветного графического монитора. Самые яркие представители этого поколения ЭВМ – персональные компьютеры (ПК). Один из первых серийных ПК был создан6 в 1981 году компанией IB М РС.
5. Пятое поколение (сейчас и в будущем). ЭВМ этого поколения создаются на основе сверхбольших интегральных схем, которые характеризуются огромной плотностью размещения элементов на кристале.
Транзисторные ЭВМ
В середине 1950-х годов, когда ламповые компьютеры достигли «насыщения», ряд фирм объявил о работах по созданию транзисторных ЭВМ. Первоначально это вызвало скептицизм из-за того, что производство полупроводников будет сложным и дорогостоящим. Однако этого не случилось — постоянно совершенствовались методы производства транзисторов.
В 1955 году в США было объявлено о создании цифрового компьютера TRADIC, построенного на 800 транзисторах и 11 000 германиевых диодах. В этом же году фирма объявила о создании полностью транзисторной ЭВМ. Первая такая машина «Philco-2000» была сделана в ноябре 1958 года, она содержала 56 тыс. транзисторов, 1 200 диодов, но всё же в её составе было 450 электронных ламп. «Philco-2000» выполняла сложение за 1,7 мкс, умножение — за 40,3 мкс.
В Англии транзисторная ЭВМ «Elliot-803» была выпущена в 1958 году, в ФРГ — «Simens-2002» и в Японии H-1 — в 1958 году, во Франции и Италии — в 1960 году. В СССР группа разработчиков во главе с Е. Л. Брусиловским в 1960 году в НИИ математических машин в Ереване завершила разработку полупроводниковой ЭВМ «Раздан-2», её серийный выпуск начат в 1961 году.
В это же время появились компьютеры и не на полупроводниках. Так, в Японии была выпущена ЭВМ «Senac-1» на параметронах, в СССР — «Сетунь», а во Франции — CAB-500 на магнитных элементах. «Сетунь», разработанная в МГУ под руководством Н. П. Брусенцова, стала единственной серийной ЭВМ, работавшая в троичной системе счисления.
Значительным событием в конструировании машин второго поколения стали ЭВМ «Atlas» (выпущена в Англии в 1961 году), в которой были применены концепции виртуальной (кажущейся) памяти, «Stretch» и CDC-6600 (США) и БЭСМ-6 (СССР).
В 1960 году фирма IBM разработала мощную вычислительную систему «Stretch» (IBM-7030), разработчики которой добились 100-кратного увеличения быстродействия: в её состав входило 169 тыс. дрейфовых транзисторов с тактовой частотой переключения в 100 МГц.
Большой вклад в развитие компьютеров второго поколения внесла фирма Control Data, разработавшая в 1960 году ЭВМ CDC-6600 (первый образец был установлен в Лос-Анжелесе в 1964 г.). В архитектуре CDC-6600 было использовано новое решение — многопроцессорная обработка: многочисленные арифметико-логические устройства (АЛУ) с десятью периферийными процессорами, что обеспечивало машине производительность более чем 3 млн оп/с.
В СССР после выпуска первой серийной ЭВМ второго поколения «Раздан-2» было разработано ещё около 30 моделей по такой же технологии. Минским заводом вычислительной техники им. Серго Орджоникидзе в 1963 году была выпущена первая транзисторная ЭВМ «Минск-2», а затем её модификации: «Минск-22», «Минск-22М», «Минск-23» и в 1968 году — «Минск-32», которые долгое время играли главную роль в автоматизации различных отраслей народного хозяйства.
В Институте кибернетики АН УССР под руководством В. М. Глушкова в 60-е гг. ХХ века разработан ряд различных малых машин: «Проминь» (1962 г.), «Мир», «Мир-1» (1965 г.) и «Мир-2» (1969 г.) — впоследствии применяемых в вузах и научно-исследовательских организациях.
В 1964 году в Ереване также были созданы малые ЭВМ серии «Наири», отличающихся от ЭВМ «Мир» некоторыми структурными особенностями.
В том же году в Пензе была разработана и пущена в производство серия машин «Урал» (главный конструктор Б. И. Рамеев), позже в 1965 и 1967 гг. появились модификации — «Урал-11» и «Урал-16». ЭВМ серии «Урал» имели унифицированную систему связи с периферийными устройствами.
Машина БЭСМ-6 состояла из 60 тыс. транзисторов и 200 тыс. полупроводниковых диодов, имела высокую надёжность и высокое быстродействие — 1 млн оп/с.
При появлении ЭВМ второго поколения разработчики занялись разработкой и создание языков программирования, обеспечивающих удобный набор программ.
Одним из первых языков программирования был АЛГОЛ (создан группой ученых американской Ассоциацией по вычислительной техники)..
Кто придумал персональный компьютер?
Несмотря на то что этот вопрос вызывает множество споров, всё же первым микрокомпьютером принято считать Altair-8800, созданный Эдвардом Робертсом в 1975 году на основе микропроцессора Intel 8080. У него ещё не было ни монитора, ни дисковода, ни клавиатуры, а его обладателям приходилось осваивать язык программирования и электронику, чтобы собрать тысячи мелких деталей в функционирующий механизм. Но самой большой проблемой было отсутствие постоянного запоминающего устройства: на Альтаире было невозможно ничего сохранить.
Тем не менее, стоил он всего 439 долларов, поэтому позволить себе новинку мог практически каждый. Хотя ни покупатели, ни продавцы толком не понимали, зачем нужен такой агрегат, но все точно знали, что за ним будущее современных технологий.
Так и произошло. Молодые энтузиасты Пол Ален и Бил Гейтс записали для Альтаира универсальный язык программирования Бейсик, значительно упрощающий составление программ, а также смогли оборудовать компьютер дисководом с гибким магнитным диском. Вскоре они основали компанию Microsoft, которая быстро выросла в мирового гиганта в сфере программного обеспечения.
«Компьютер – это самый удивительный инструмент, с каким я когда-либо сталкивался. Это велосипед для нашего сознания».
Стив Джобс, 1990 г.
Следующий рывок в развитии PC сделали Стив Джобс и Возняк в 1976 году. В окружении гаражной романтики, многочисленных плат и микросхем юные гении трудились над легендарным Apple. Чтобы собрать средства для запуска компании, Джобс продал свой микроавтобус, а его коллега и единомышленник – калькулятор, который стоил бешеных денег. Но их мечте всё же удалось осуществиться. Они создали устройство, действительно предназначенное для людей. В нём уже имелся набор средств для работы с текстами, электронные таблицы и базы данных, а год спустя для первого «яблочного» продукта была выпущена даже игра Star Trek на кассете.
Вслед за Apple в 1981 году появился на свет IBM PC, который впервые в истории представлял собой не единое устройство, а отдельные легко заменяемые модули, которые собирались по принципу детского конструктора. Он стал стандартом персонального компьютера и открыл новый этап в развитии рынка высоких технологий благодаря своей открытой архитектуре. Теперь большие и маленькие IT-компании могли не просто создавать его клонов, но и качественно улучшать технологию. С того момента ёмкость оперативной памяти PC выросла в сотни тысяч раз, а количество цветов на дисплее – в миллионы. Однако создатель IBM Марк Дин уверен, что персональные компьютеры всё же повторят судьбу виниловых пластинок.
Что ж, это уже решит история, а пока на пороге время развития квантовых компьютеров – нового типа вычислительных машин, которые смогут решать задачи, непосильные даже для самых мощных современных устройств.
