Первые компьютеры. Когда и кем был сделан самый первый компьютер

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.

Самый первый компьютер в мире Марк 1

Самый первый компьютер в мире был создан и построен в США математиком из Гарвардского университета Говардом Эйксном еще в 1941 году. Вместе с четырьмя специалистами из компании IBM, которая и заказала ему его, они создали компьютер на базе идей Чарльза Бэббиджа. После всех испытаний, состоялся его запуск седьмого августа 1944. Он получил название от своих создателей «Марк 1», и его поставили работать в Гарварде.

Тогда этот компьютер стоил пятьсот тысяч долларов, баснословная по тем временам сумма. Его собрали в специальный корпус, который был сделан из стекла и стали, не поддающейся коррозии. Сам корпус в длину был не менее семнадцати метров, высота была более 2.5 м. Его масса была около 5-ти тонн и занимал он пространство объемом в несколько десятков кубических метров.
«Марк 1» состоял из множества переключателей и прочих механизмов, общая численность которых составляла 765 тысяч.
Его провода составляли общую длину около восьмисот километров!

Возможности самого первого компьютера в мире сейчас нам кажутся смешными, но на тот момент мощнее не было ни одного вычислительного устройств на планете.

• оперировать семьюдесятью двумя числами, которые в свою очередь состояли из двадцати трех десятичных разрядов
• компьютер мог вычитать, складывать и на каждую из операций у него уходило по три секунды.
• кроме этого, он также умножал и делил, тратя на эти операции по шесть и пятнадцать секунд.

Для ввода информации в этот аппарат, который по сути был всего лишь более быстрым арифмометром применяли специальную перфорированная ленту из бумаги. Это был первый ЭВМ, которому не нужно было вмешательство людей для своих вычислительных процессов.

Основные этапы развития в истории

В истории развития вычислительной техники трудно выделить какую-то единую систему. Связано это с тем, что в каждой стране соответствующий процесс протекал по-разному. Но сложилось так, что историки выделяют несколько этапов становления современных компьютеров. А именно:

• ручной;
• механический;
• электромеханический;
• электронный.

Точного исторического классифицирования нет, но приведенный пример принято брать за основу. Границы каждого этапа весьма условны.

Когда был создан первый компьютер?

Развитие вычислительной техники происходило в 1940-х годах, а в 1943 году началась работа над первой в мире вычислительной машиной. Проект, который назывался ENIAC, был публично запущен в 1946 году. Существует много споров о том, кто создал первый в мире компьютер. Дискуссия возникла после рассекречивания британских документов, потому что первые компьютеры в мире были созданы в тесном сотрудничестве с военными и спецслужбами. Ничего удивительного — это была настолько революционная технология, что тогда еще не было известно, к чему она может привести. Кстати, радио и телевидение также изначально были военными проектами. Согласно британским документам, первый в мире компьютер был создан британской командой в начале 1940-х годов. Англичане называли его «Колосс» (Colossus). Этот проект был запущен на основе исследований Алана Тьюринга.

Colossus

Строительство первых компьютеров в мире было связано со многими трудностями. Только спустя много лет были предложены технологические решения, позволяющие уменьшить их размеры. Чтобы понять, как выглядел первый компьютер, лучше всего представить себе огромное пространство (более 160 м2), заполненное 42 стальными шкафами, которые были до краев забиты электроникой. Появление первого в мире компьютера ENIAC (британский Colossus выглядел очень похоже) вызвало у людей настоящий шок. Компьютер был чудовищного размера, а его вес превышал 27 тонн! Электроника производила страшный гул, громко трещала, непрерывно жужжала. К тому же компьютер сильно нагревался.

ENIAC работал на частоте 0,1 МГц, которая сегодня считается чрезвычайно низкой. Современные многоядерные процессоры могут достигать частоты в несколько тысяч МГц. Тем не менее, для первого компьютера такая вычислительная мощность была удивительной. Для получения частоты 0,1 МГц было задействовано более 70 тысяч отдельных резисторов, 10 тысяч конденсаторов, 1,5 тысячи реле и 6 тысяч переключателей. Для постройки первого в мире компьютера было выполнено более 5 миллионов паяных соединений. Его проектирование было чрезвычайно сложным. Устройство огромных размеров занимало не только место, но и требовало целого штаба людей для постоянного ухода. Также существовала большая опасность перегрева, в случае которого исход мог быть трагическим для всех сотрудников!

Бэббидж и его вычислитель

Чаще всего, говоря о первом компьютере, вспоминают вычислительную машину англичанина Чарльза Бэббиджа. Он разработал и опубликовал концепцию своего вычислителя в далёком 1822 году, причём его машина могла не просто совершать примитивные арифметические операции, но самостоятельно выполняла целые блоки последовательных вычислений, т.е. была программируемой.

В 1837 году Бэббидж изготовил первую машину для вычислений по упрощённой схеме: она выполняла несколько последовательных операций и печатала полученные результаты на листе бумаги, что само по себе в те времена было невероятной диковиной.

Добившись первых успехов, Бэббидж приступил к изготовлению полноценной вычислительной машины. Согласно его проекту, она состояла из логико-арифметического счётного устройства, блока для запоминания промежуточных результатов и контрольного устройства. Что самое удивительное, все эти блоки должны были функционировать исключительно на механической основе, ведь электрических, а тем более, электронных элементов тогда ещё не существовало.

К сожалению, Бэббиджу не хватило средств, чтобы закончить свой вычислитель, а вскоре учёный заболел и скончался, оставив труд незавершённым. Однако сделанные им теоретические разработки помогли последующим поколениям учёных создать настоящий компьютер.

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.

Новые шаги

В конце 1945 года впервые запустили новый аппарат, получивший название «Эниак», он предназначался для исполнения примерно той же работы, что и первый Марк, но в итоге получилось своего рода многозадачное устройство. Для Второй мировой войны использовать его было поздно, поэтому он стал работать в других направлениях. Одним из них является процесс визуализации взрыва водородной бомбы. У еще одной гигантской ЭВМ в конструкции было более семнадцати тысяч ламп. Эти элементы функционировали с частотой сто тысяч импульсов ежесекундно.

Для повышения надежности такого числа приборов, создатели воспользовались методом, используемым для электроорганов музыкальной сферы, благодаря которому аварийность сократилась сразу в несколько раз, к примеру, из 17 тысяч лампочек за неделю перегорало не более 2. Помимо этого, была создана спецсистема контроля безопасности устройства, она включала тестирование каждого из ста тысяч мелких элементов.

Характеристики компьютера:

• В общей сложности на создание ушло 200 тысяч человеко-часов;
• Стоимость проекта 487 000 долларов;
• Вес – примерно двадцать семь тонн;
• Память – двадцать комбинаций из чисел и букв;
• Рабочая скорость: сложение – 5000 операций за секунду, умножение – 357 в секунду.

Рабочая скорость и возможности «Эниака» в свое время считались уникальными, самым серьезным и единственным минусом этой машины можно назвать только размеры – они практически в два раза превышали размеры своего предшественника «Mark-1», что же касается вычислительного процесса, то он был ускорен в сотни раз.

Eniak использовал огромное количество энергии, поэтому в процессе его работы ближайший к нему город страдал от нехватки электричества, люди часто оставались без света часами. Этот агрегат профункционировал более 10 лет.

ENIAC — самый первый компьютер в мире

Этому устройству хочется уделить немного больше внимания. Именно ему присвоено звание первого в мире ЭВМ, несмотря на то, что до него были разработаны некоторые модели. Это связано с тем, что ЭНИАК стал первой ЭВМ, нашедшей практическое применение. Стоит отметить, что машина была запущена в эксплуатацию в 1945 году и окончательно отключена от питания в октябре 1955 года. Согласитесь, 10 лет непрерывной службы, немалый срок для первой вычислительной машины, нашедшей практическое применение.

Как использовалась ЭВМ

Изначально самый первый компьютер в мире создавался для расчёта таблиц стрельбы, требующихся для артиллерийских войск. Команды вычислителей не справлялись со своей работой, так как на расчёты требовалось время. Тогда в 143 году военной комиссии был представлен проект электронного вычислителя, который был одобрен, и началось активное построение машины. Процесс был завершён только в 1945 году, поэтому применить ЭНИАК в военных целях не удалось и его забрали в университет Пенсильвании для проведения вычислений при разработке термоядерного оружия.

Математическое моделирование стало сложной задачей для первой ЭВМ, поэтому формирование моделей происходило по максимально упрощённым схемам. Тем не менее нужного результата удалось добиться и возможность создания водородной бомбы была доказана именно с помощью ЭНИАКа. В 1947 году машину стали использовать для расчётов методом Монте Карло.

Кроме того, в 1946 году на ENIAC решалась задача аэродинамического характера, физик Д. Хартри разбирал проблему обтекания воздухом крыла самолета при сверхзвуковых скоростях.

В 1949 году, Фон Нейман рассчитывал на компьютере константы Пи и e. ЭНИАК представил данные с точностью до 2 тысяч знаков после запятой.

В 1950 году на ЭВМ произвели численный расчёт прогноза погоды, который оказался довольно точным. Несмотря на то что сами вычисления занимали очень много времени.

Создатели машины

Назвать единственного создателя первой вычислительной машины сложно. Над ЭНИАК-ом трудилась большая команда инженеров и программистов. Изначально создателями проекта стали Джон Мокли и Джон Эккерт. Мокли в то время был преподавателем института Мура, а Эккерт числился в нём как студент. Они занялись разработкой архитектуры компьютера и представили комиссии проект ЭВМ.

Кроме того, в создании машины принимали участие следующие люди:

• разработка аккумуляторов – Джек Деви;
• модуль ввода-вывода данных – Гарри Хаски;
• модуль умножения – Артур Бёркс;
• модуль деления и извлечение корня – Джефри Чуан Чу;
• ведущий программист – Томас Кайт Шарплес;
• функциональные таблицы – Роберт Шоу;
• научный консультант – Джон фон Нейман.

Также над машиной трудился целый штат программистов

Параметры устройства

Как уже было сказано выше, самый первый в мире компьютер был совсем непохож на современные устройства. Это была очень массивная конструкция, состоящая более чем из 17 тысяч ламп 16 типов, более 7 тысяч кремниевых диодов, 1,5 тысячи реле, 70 тысяч резисторов и 10 тысяч конденсаторов. В итоге вес первой действующей ЭВМ составлял 27 тонн.

• объем памяти устройства – 20 число-слов;
• мощность, которую потребляла машина – 174 кВт;
• вычислительная мощность 5000 операций сложения в секунду. Для умножения машина применяла множественное сложения, поэтому тут производительность падала и составляла всего 357 операций.
• тактовая частота – 100 кГц;
• табулятор перфокарт для ввода и вывода информации.

Для проведения вычислений использовалась десятичная система счисления, хотя двоичный код уже был известен учёным.

Стоит отметить, что в процессе вычислений ЭНИАК требовал столько электроэнергии, что ближайший город часто оставался без электроснабжения на многие часы. Для смены алгоритма вычисления требовалось перекоммутирование устройства. Фон Нейман после усовершенствовал ЭВМ и добавил в неё память, содержащую основные вычислительные программы, чем значительно упростил процесс работы программистов.

ЭНИАК стал компьютером нулевого поколения. В его конструкции никак нельзя угадать предпосылки для создания современных устройств. Процессы вычислений также были налажены не настолько продуктивно как, возможно, хотелось учёным. Тем не менее именно эта машина доказала, что создать полностью электронную вычислительную машину можно и дала толчок к дальнейшему развитию.

Сегодня некоторые детали самого первого компьютера в мире хранятся в Национальном музее американской истории. Полная конструкция занимает слишком много места, чтобы была возможность предоставить её к обзору. Несмотря на то что это был один из первых опытов по созданию действующей машины, компьютер оставался в рабочем состоянии целых 10 лет и в момент своего создания сыграл огромную и незаменимую роль в развитии компьютерных технологий.

В дальнейшем машины становились всё меньше, а их возможности все обширнее. В 1976 году вышел первый Apple-1. А первая компьютерная игра увидела свет в недалёком 1962 году. Даже сейчас развитие компьютерных технологий не стоит на месте. А как вы думаете, что нас ждёт в будущем?

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

Программа 101.

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