Самый первый компьютер в мире – кто создал?
Здравствуйте. Задумывались ли вы хотя бы раз о том, с чего началась история ПК? Кто был его создателем, и с чего стартовала информационная революция? Меня недавно посетили эти мысли, и хочется поделиться с вами найденной информацией. Так что в этой статье будем разбираться, кто создал самый первый компьютер в мире и каким он был.
Как оказалось, «древние» компы появились еще в 1940 годах. Тогда многие разработчики, независимо друг от друга, создали вычислительные устройства крупного размера. Создали и собрали их американские ученые. Размер компьютерных «первенцев» был впечатляющим – несколько десятков квадратных метров. В современные представления о PC такие габариты никак не вписываются. Но в то время не было более мощных устройств для выполнения различных вычислений со скоростью, которая бы превышала результаты среднестатистического человека.
Спустя почти 100 лет
Как ни странно, за целый век вычислительные машины почти не продвинулись в своем развитии. В 1936-1938 годах немецкий ученый Конрад Цузе создал Z1 – это первый электромеханический программируемый двоичный компьютер. Тогда же, в 1936 году, Алан Тьюринг построил машину Тьюринга.
Она стала основой для дальнейших теорий о компьютерах. Машина эмулировала действия человека, следующего списку логических указаний, и печатала результат работы на бумажной ленте. Аппараты Цузе и Тьюринга — это первые компьютеры в современном понимании, без которых не появились бы компьютеры, к которым мы привыкли сегодня.
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.
Персональные компьютеры в мире
Четвертым поколением компьютеров считают девайсы, созданные после 1970. Тогда возникли интегральные микросхемы. С ними компьютеры обладали такими характеристиками и особенностями:
- выполнение в секунду тысячи миллионов операций;
- емкость оперативной памяти возросла до 500 000 000 двоичных разрядов;
- снижение себестоимость микрокомпьютеров.
Стив Джобс и компания Apple – первые производители персональных компьютеров. Сконструированы такие девайсы в 1976. Назывались Apple 1. Стоили по 500 долларов. В 1977 в свет вышло поколение Apple 2.
Компьютеры начали походить на бытовые приборы: получили не только широкое распространение, но и оригинальные дизайн с интерфейсов, которым было удобно пользоваться рядовому юзеру.
В 1979 IBM выпустила свой первый компьютер на рынок товаров и услуг. А в 1981 появился первый микрокомпьютер. Он имел:
- открытую архитектуру;
- 16-разрядный микропроцессор 8088 от Intel;
- монохромный дисплей;
- 2 дисковода для дискет;
- оперативную карту на 64 килобайта;
- операционную систему от Microsoft.
В 1984 Apple разработала машину Macintosh, обладающую удобным пользовательским интерфейсом.
Пятое поколение
Начинается примерно с 1992 года. Концепция получила формулировку: вычислительные машины, созданные при помощи сверхсложных микропроцессоров. У них параллельно-векторная структура, позволяющая одновременно выполнять десятки последовательных команд, заложенных в программное обеспечение.
У таких машин несколько сотен процессоров с параллельной работой. Помогают создавать эффективно функционирующие сети и очень быстро производить обработку данных.
Вычислительные машины войны
Первая Мировая война создала и запустила систему массивной накачки инвестиций в науку и технологию, и подготовила её ко Второй Мировой. Всего за несколько лет практика ведения войны на земле и на море перешла к использованию отравляющих газов, магнитных мин, воздушной разведки и бомбардировки, и проч. Ни один политический и военный лидер не мог не заметить таких быстрых преобразований. Они были настолько быстрыми, что достаточно рано начатые исследования могли склонить чашу весов в ту или другую сторону.
В США хватало материалов и умов (многие из которых бежали из гитлеровской Германии), и они находились в стороне от непосредственных боёв за выживание и доминирование, коснувшихся других стран. Это позволило стране выучить этот урок особенно чётко. Это проявилось в том, что обширные индустриальные и интеллектуальные ресурсы были брошены на создание первого атомного оружия. Менее известной, но не менее важной или меньшей по объёму инвестицией стало вложение в создание радарной технологии, центр которой находился в MIT в Rad Lab.
Так и зарождающаяся область автоматических вычислений получила свою долю военного финансирования, пусть и в гораздо меньших масштабах. Мы уже отмечали разнообразие электромеханических вычислительных проектов, порождённых войной. Потенциал компьютеров на базе реле был, относительно говоря, известен, поскольку телефонные станции с тысячами реле к тому времени работали уже много лет. Электронные компоненты ещё не доказали своей работоспособности на таких масштабах. Большая часть экспертов считала, что электронный компьютер неминуемо будет ненадёжным (ABC служил примером), или его постройка отнимет слишком много времени. Несмотря на внезапный приток государственных денег, военных проектов по электронным вычислениям было мало, и они были редки. Запущено было всего три, и всего два из них привели к появлению работоспособных машин.
В Германии инженер по телекоммуникациям Гельмут Шрейер доказал своему другу Конраду Цузе ценность электронной машины перед электромеханическим «V3», который Цузе строил для воздушной индустрии (впоследствии он стал известен, как Z3). Цузе в итоге согласился работать над вторым проектом вместе со Шрейером, и Исследовательский институт авиации предложил финансировать прототип на 100 ламп в конце 1941 года. Но двое мужчин сначала занялись более приоритетной военной работой, а затем их работу сильно замедлили повреждения, вызванные бомбёжками, в результате они так и не смогли заставить свою машину надёжно работать.
Цузе (справа) и Шрейер (слева) работают над электромеханическим компьютером в берлинской квартире родителей Цузе
А первый электронный компьютер, выполнявший полезную работу, был создан в секретной лаборатории в Британии, где инженер по телекоммуникациям предложил новый радикальный подход к криптоанализу на основе клапанов. Эту историю мы раскроем в следующий раз.
1970-1974: Компьютерная революция
Xerox Alto
Микропроцессоры стали дешевле, и в течение этого периода времени на рынок было выпущено достаточно много компьютерной техники. Ведущую роль здесь сыграли, прежде всего, компании Intel и Fairchild. В эти годы Intel создал, первый микрокомпьютер: 15 ноября 1971 года был представлен 4-битный процессор Intel 4004. В 1973 году вышел Xerox Alto — первый компьютер с графическим пользовательским интерфейсом (монитором), мышью и встроенной картой Ethernet.
Счётно-решающие средства до появления ЭВМ
История вычислений уходит глубокими корнями вглубь веков так же, как и развитие человечества. Накопление запасов, делёж добычи, обмен — все подобные действия связаны со счётом. Для подсчёта люди использовали собственные пальцы, камешки, палочки и узелки. Потребность в поиске решений всё более и более сложных задач и, как следствие, все более сложных и длительных вычислений, поставила человека перед необходимостью находить способы, изобретать приспособления, которые могли бы ему в этом помочь. Исторически сложилось так, что в разных странах возникли собственные денежные единицы, меры веса, длины, объёмов и расстояний. Для перевода из одной системы измерения в другую требовались вычисления, которые чаще всего могли производить специально обученные люди, которых иногда приглашали из других стран. Это естественно привело к созданию изобретений, помогающих счёту.
Одним из первых устройств (VI—V вв. до н. э.), облегчающих вычисления, можно считать специальную доску для вычислений, названную «абак». Вычисления на ней производились перемещением камешков или костей в углубления досок из бронзы, камня или слоновой кости. Со временем эти доски стали расчерчивать на несколько полос и колонок. В Греции абак существовал уже в V веке до н. э., у японцев он назывался «серобян», у китайцев — «суанпан».
В Древней Руси при счёте применялось устройство, похожее на абак, называемое «русский шёт». В XVII веке этот прибор уже обрёл вид привычных русских счёт.
В начале XVII столетия, когда математика стала играть ключевую роль в науке, всё острее ощущалась необходимость в изобретении счётной машины. И в середине века молодой французский математик и физик Блез Паскаль создал «суммирующую» машину, названной Паскалиной, которая кроме сложения выполняла и вычитание.
В 1670—1680 гг. немецкий математик Готфрид Лейбниц конструировал счётную машину, которая выполняла все арифметические действия. В течение следующих двухсот лет было изобретено и построено ещё несколько подобных счётных устройств, которые, однако, из-за своих недостатков, в том числе из-за медлительности в работе, не получили широкого распространения.
Лишь в 1878 году русский ученый П. Чебышёв предложил счётную машину, выполнявшую сложение и вычитание многозначных чисел. Наибольшую популярность получил тогда арифмометр, сконструированный петербургским инженером Однером в 1874 году. Конструкция прибора оказалась весьма удачной, так как позволяла довольно быстро выполнять все четыре арифметических действия.
В 30-е годы XX столетия в Советском Союзе был разработан более совершенный арифмометр — «Феликс». Эти счётные устройства использовались несколько десятилетий, став основным техническим средством облегчения человеческого труда. Выпускались с 1929 по 1978 год.
Первый микропроцессор: Intel 4004 — 1971
Проектирование чипа было начато в апреле 1970 года, и оно было завершено под руководством Федерико Фаггина в январе 1971 года. Меньший по размеру человеческий эскиз, 4-разрядный регистр с тактовой частотой 740 кГц, имел 2300 транзисторов с 10-микронным интервалом способен выполнять 60 000 операций в секунду и стоит 200 долл. при такой же вычислительной мощности, что и компьютер ENIAC. Busicom Calculator 141-PF был первым коммерческим продуктом, использующим микропроцессор.
Intel 4004 использует отдельное хранилище программ и данных (в отличие от архитектуры Гарварда), одну мультиплексную 4-битную шину для передачи 12-битного адреса, 8-битной инструкции и 4-битного слова данных. Он способен напрямую адресовать 5120 бит ОЗУ, 32768 бит ПЗУ и поддерживает 3-уровневый глубокий внутренний стек подпрограмм.
