Изобретение ПК и история изобретения компьютера
Изобретение компьютера шло от массивных, неуклюжих машин, которые были в 50-х-60-х годах прошлого столетия. 1970-х годах технология изменилась главным образом для любителей электроники, когда можно было приобрести ПК в разобранном виде как «микрокомпьютер» и программы для удовольствия. Но эти ранние ПК не могли выполнять многие из полезных задач, способные решать сегодняшние компьютеры.
Сегодня сотни компаний продают персональные компьютеры, аксессуары и сложное программное обеспечение и игры, а устройства используются для широкого спектра функций от основной обработки текста, редактирования фотографий до управления бюджетами. У себя дома и на работе мы используем их чтобы сделать почти все. Это почти невозможно представить современную жизнь без них.
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.
Компьютер история создания и развития
Отец компьютера
Сделать автоматизированную вычислительную машину хотели еще в 19 веке, тогда Чарльз Бэббидж создал ее первый концепт. Заниматься она должна была навигационными вычислениями. Машина была бы программируемой с помощью перфокарт. Но завершить дело ему не удалось, и упрощенную версию уже закончил его сын, в 1 906 представив ее использование в вычислительных таблицах.
В сообществе, Чарльза Бэббиджа принято считать «отцом компьютера» за счет того, что он придумал концепцию и по сути опередил на столетие свое время.
Аналоговые компьютеры
Первые компьютеры были аналоговыми и позволяли решать лишь узкоспециализированные задачи. Т.е. одно такое устройство решает лишь одну определенную задачу. Строились они на механической и электронной модели. Первым из них считается устройство для прогнозирования приливов, которое разработал Уильям Томсон.
Из-за того, что использовались механические детали, сделать такие устройства мульти задачными было практически невозможно или просто очень тяжело. Часто такие устройства мы видим в разных книгах и фильмах про фантастику. Это была эпоха механических вычислительных устройств, где использовались различные шестерни, рычаги и другие, а не электронные компоненты. Если электронные компоненты и использовались, то не так как сейчас.
В 1 927 году апогеем аналоговых компьютеров стал дифференциальный анализатор, созданный Х.Л Хазеном и Ванневаром Бушем в Массачусетском технологическом институте. Сделали его на основе механических интеграторов Джеймса Томсона с использованием крутящего момента, который изобрел Х.В. Ниман. Их успели сделать около двенадцать штук пока поняли, что это уже устаревающая технология. Уже к 1 950 году цифровые электронные-компьютеры завоевали свою популярность и вытеснили аналоговые, но их еще продолжали использовать для некоторых отраслей — авиации и образования. И в течение этого же десятилетия перестали.
Цифровые компьютеры
К 1 938 году ВМС США смогли разработать и сделать электромеханический аналоговый-компьютер таких размеров, что он помещался на борт подводной лодки. Он вычислял данные для торпед, решал проблемы стрельбы по движущимся целям и т.д. Похожие устройства в дальнейшем разработали и другие страны во время Второй мировой войны.
Самые первые цифровые-компьютеры были электромеханическими. Переключатели были электрическими и приводили в действие механическое реле, чтобы осуществлять расчеты. Эти механические детали не давали большую скорость работы, поэтому в скором времени уже все такие устройства делали, используя чисто электрические компоненты.
Современные компьютеры
То, как работают современные компьютеры, принципы работы, были предложены Аланом Тьюрингом в его основополагающей работе 1936 года о вычислимых числах. Тьюринг предложил довольно несложное устройство, которое он назвал «Универсальная вычислительная машина» и которое теперь известно, как универсальная машина Тьюринга.
Он реально доказал, что его машина может вычислять все, что можно вычислить, выполняя инструкции (программы), хранящиеся на ленте, что позволяет машине быть программируемой. Фундаментальная концепция дизайна Тьюринга — это хранимая программа, в которой все инструкции для вычислений хранятся в памяти.
Машины Тьюринга по сей день являются центральным объектом изучения в теории вычислений. За исключением ограничений, налагаемых их конечными хранилищами памяти. Современные компьютерные машины, как говорят «полны по Тьюрингу», то есть имеют возможность выполнения алгоритма, эквивалентную универсальной машине Тьюринга.
Создание компьютерных вычислительных машин положило начало новой эры развития человечества и открыло перед нами возможности, которых еще никогда не было прежде.
Ламповые ЭВМ
Разработка первой серии электронной машины UNIAC (Universal Automatic Computer) начата примерно в 1947 году. Д. П. Эккертом и Д. Мочли, основавшими фирму Eckert-Mauchly. Первый образец UNIAC-1 был построен для Бюро переписи США в 1951 г. UNIAC был создан на базе ЭВМ ENIAC и EDVIAC. Работала с тактовой частотой 2,25 МГц и содержала около 5000 электронных ламп. Ёмкость памяти — 1000 12-разрядных десятичных чисел.
Следующим шагом было увеличение быстродействия памяти, для чего учёные стали исследовать свойства ферритовых колец. Впервые память на магнитных сердечниках была применена в машине «Whirlwind-1». Она представляла собой два куба с 32 × 32 × 17 сердечниками, обеспечивающих хранение 2048 слов для 16-разрядных двоичных чисел.
В разработку электронных компьютеров включилась и фирма IBM, которая в 1952 году выпустила первый промышленный компьютер IBM-701. Машина содержала 4000 электронных ламп и 12 000 германиевых диодов. В 1956 году IBM выпустила новый серийный компьютер — IBM-704, отличавшийся высокой скоростью работы.
После ЭВМ IBM-704 была выпущена машина IBM-709, в архитектурном плане приблизившаяся к машинам второго и третьего поколения.
В 1956 году IBM разработала плавающие магнитные головки на воздушной подушке, изобретение которых позволило создать новый тип памяти — дисковые запоминающие устройства (ЗУ). Впервые ЗУ на дисках появились в машине IBM-305 и RAMAC-650, которая имела пакет из 50 металлических дисков с магнитным покрытием, вращавшихся со скоростью 1200 об/мин. На поверхности диска размещалось 100 дорожек для записи данных 10 000 знаков каждая.
Вслед за первым серийным компьютером UNIAC-1 фирма REMINGTON-RAND в 1952 году выпустила ЭВМ UNIAC-1103, которая работала в 50 раз быстрее.
В октябре 1952 году группа сотрудников фирмы REMINGTON-RAND предложила алгебраическую форму записи алгоритмов; на основе этого офицер военно-морских сил США и руководитель группы программистов, капитан Грейс Хопперт разработала первую программу-компилятор A-0.
Фирма IBM также сделала первые шаги в области автоматизации программирования, создав в 1953 году для машины IBM-701 «Систему быстрого кодирования». В 1957 году группа Д. Бэкуса завершила работу над ставшим впоследствии популярным языком программирования высокого уровня ФОРТРАНОМ. Он способствовал расширению сферы деятельности компьютеров.
В 1951 году фирма Ferranti стала выпускать машину «Марк-1». А через 5 лет выпустила ЭВМ «Pegasus», использующую концепцию регистров общего назначения.
В СССР в 1948 году проблемы развития вычислительной техники становятся общегосударственной задачей.
В 1950 году в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ АН СССР) организован отдел цифровой ЭВМ для разработки и создания большой ЭВМ. Эту работу возглавил С. А. Лебедев (1902—1974). В 1951 году здесь была спроектирована машина БЭСМ, а в 1952 году началась её эксплуатация. В проекте вначале предлагалось использовать трубки Вильямса, но до 1955 г. в качестве элемента памяти использовали ртутные линии. БЭСМ могла совершать 8 000 оп/с. Серийно она стала выпускаться с 1956 года под названием БЭСМ-2.
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.
Второе поколение — ЭВМ на транзисторах.
Транзисторы пришли на смену электронным лампам в начале 60-х годов. Транзисторы (которые действуют как электрические переключатели), потребляя меньше электроэнергии и выделяя меньше тепла, занимают и меньше места. Объединение нескольких транзисторных схем на одной плате дает интегральную схему (chip — «щепка», «стружка» буквально, пластинка ). Транзисторы это счетчики двоичных чисел. Эти детали фиксируют два состояния — наличие тока и отсутствие тока, и тем самым обрабатывают информацию, представленную им именно в таком двоичном виде.
В 1953 г.. Уильям Шокли изобрел транзистор с p — n переходом ( junction transistor ). Транзистор заменяет электронную лампу и при этом работает с большей скоростью, выделяет очень мало тепла и почти не потребляет электроэнергию. Одновременно с процессом замены электронных ламп транзисторами совершенствовались методы хранения информации: как устройства памяти стали применяться магнитные сердечники и магнитные барабаны, а уже в 60-е годы получило распространение хранение информации на дисках.
Один из первых компьютеров на транзисторах — Atlas Guidance Computer — был запущен в 1957 г. и использовался при управлении запуском ракеты Atlas.
Созданный в 1957 г.. RAMAC был недорогим компьютером с модульной внешней памятью на дисках, комбинированным оперативным запоминающим устройством на магнитных сердечниках и барабанах. И хотя этот компьютер еще не был полностью транзисторным, он отличался высокой работоспособностью и простотой обслуживания и пользовался большим спросом на рынке средств автоматизации делопроизводства в офисах. Поэтому для корпоративных заказчиков срочно выпустили уже «большой» RAMAC (IBM-305), для размещения 5 Мбайт данных системе RAMAC нужно было 50 дисков диаметром 24 дюйма. Созданная на основе этой модели информационная система безотказно обрабатывала массивы запросов на 10 языках.
В 1959 году IBM создала свой первый полностью транзисторный большой универсальный компьютер модели 7090, способный выполнять 229 тыс. операций в секунду — настоящий транзисторный мэйнфрейм. В 1964 году на основе двух 7090-х мейнфреймов американская авиакомпания SABRE впервые применила автоматизированную систему продажи и бронирования авиабилетов в 65 городах мира.
В 1960 году DEC представила первый в мире миникомпьютер — модель PDP-1 (Programmed Data Processor, программируемый процессор данных), компьютер с монитором и клавиатурой, который стал одним из самых заметных явлений на рынке. Этот компьютер был способен выполнять 100 000 операций в секунду. Сама машина занимала на полу всего 1,5 м 2 . PDP-1 стал, по сути, первой в мире игровой платформой благодаря студенту MIT Стиву Расселу, который написал для него компьютерную игрушку Star War!
Представители II-го поколения ЭВМ: 1) RAMAC ; 2) PDP -1
В 1968 году Digital впервые наладила серийное производство мини-компьютеров — это был PDP-8: цена их была около $ 10000, а размером модель была холодильник. Именно эту модель PDP-8 смогли покупать лаборатории, университеты и небольшие предприятия.
Отечественные компьютеры того времени можно охарактеризовать так: по архитектурным, схемным и функциональных решений они соответствовали своему времени, но их возможности были ограничены из-за несовершенства производственной и элементной базы. Наибольшей популярностью пользовались машины серии БЭСМ. Серийное производство, достаточно незначительное, началось выпуском ЭВМ «Урал-2» (1958), БЭСМ-2, « Минск-1» и « Урал-3» (все — 1959 г.). В 1960 г. пошли в серию « М-20» и «Урал-4». Максимальной производительностью в конце 1960 располагал «М-20» (4500 ламп, 35 тыс. полупроводниковых диодов, память на 4096 ячеек) — 20 тыс. операций в секунду. Первые компьютеры на полупроводниковых элементах ( «Раздан-2», «Минск — 2», «М-220» и «Днепр» ) находились еще в стадии разработки.
Немного истории
Пожалуй, начну с того, что означает само слово «компьютер», и что оно же подразумевает.
Итак, слово «компьютер», как известно из школьного курса, в прямом переводе означает вычислитель. Кстати сказать, само слово даже не из английского языка, а производное от латыни. И впервые появилось оно в одном из английских словарей в конце девятнадцатого века. Изначально слово компьютер обозначало профессию, то есть, человека, занимающегося расчетами при помощи механических приспособлений. В первой половине двадцатого века в этот же словарь были внесены дополнения, исходя из которых, слово компьютер стало нарицательным, обозначающим сами вычислительные механизмы, а не человека ими пользующегося.
История развития компьютеров в России
Нельзя сказать, что в СССР к кибернетике относились так же, как к генетике – высшее партийное руководство понимало важность отрасли. Так что первый компьютер в стране и континентальной Европе был создан в 1951 году, спустя всего два года после появления EDVAC и 5 лет после ENIAC. За его разработку отвечал киевский Институт электроники, возглавляемый Сергеем Лебедевым. Малая электронная счётная машина первого поколения стала прообразом следующих, получивших серийное воплощение (БЭСМ-1/2, М-20 и ряд других).
В 60-ых годах было освоено производство компьютеров на полупроводниковой элементной базе, самый известный серийный продукт тех времен – машина БЭСМ-6 с производительностью свыше миллиона операций/секунду.
Что касается первых поколений портативных компьютеров, то они начали производиться тоже с небольшим отставанием, в 1984 году. Это была модель «Агат», за которой последовали и другие персональные компьютеры – «Корвет», БК-0010, УКНЦ и другие, менее известные модели. Особой популярностью среди населения пользовались ПК, совместимые с ZX Spectrum. Немного позже их вытеснили компьютеры серии ЕС ПЭВМ, архитектура которых и в значительной степени программное обеспечение копировали IBM PC.
1996-2000: Интернет приобретает все большее значение
В эти годы ученый-программист Тим Бернерс Ли разработал язык разметки HTML, протокол передачи HTTP и URL-адрес – унифицированный указатель ресурсов, чтобы дать каждому сайту имя и передать контент с веб-сервера в браузер. Начиная с 1995 года было доступно множество веб-редакторов, что позволило многим людям создавать свои собственные сайты.
В 2003 году Apple выпустила PowerMac G5. Это был первый компьютер с 64-битным процессором. В 2005 году Intel создала первые двухъядерные процессоры.
В последующие годы основной курс развития стал направлен на разработку многоядерных процессоров, расчеты на графических чипах и также планшетных компьютерах. С 2005 года начали учитывать экологические аспекты при дальнейшей разработке компьютерной техники.
Когда-то компьютеры были настолько большими, что для естественной работы с клавиатурами их приходилось монтировать прямо в столах:
И у этих столов иногда были очень интересные формы. Вот ещё один Univac, с мигающими огоньками, с троицей огромных накопителей:
Но даже клавиатуры размером со стол могли показаться крохотными рядом с по-настоящему огромными компьютерными системами. Вот Hitachi HITAC M-280H с начала 1980-х:
И, конечно, такими были не только компьютеры. Помните свой карманный калькулятор от Casio? В 1957 году её калькуляторы были покрупнее:
Компания поменяла своё название с Kashio Seisakujo на Casio Computer Co. в день выхода 150-килограммового калькулятора Casio 14-A с энергопотреблением 300 Вт. Посмотрите только на его экран!
Калькуляторы существовали ещё до появления электронных устройств – как, например, этот National NCR 395, комбинировавший старомодный полноклавиатурный калькулятор с пишущей машинкой:
Или этот грандиозный Exacta-Continental 6000 из 1950-х:
До появления дисплеев компьютеры тоже активно полагались на пишущие машинки, как этот CDC 3300 с потрясающей консолью:
В итоге NCR тоже начала производить компьютеры, среди которых был этот великолепный красный NCR 315:
Знаю, странноватое фото. Но это реклама, и это единственное изображение NCR 315, которое я смог найти.
Эти компьютеры нельзя было назвать портативными, но это не остановило компанию Amdahl от того, чтобы прорекламировать целую серию компьютеров, странным образом стоящими под открытым небом. Вот 470V/7, угрожающий даже не одной, а двум линиям канатного трамвая Сан-Франциско:
Клавиатуры на природе можно выделить в свой отдельный микрожанр. Вот Teletype Model 40, «открывающий вам множество путей», по крайней мере, метафорически:
А вот какие-то люди, отдыхающие, знаете ли, на поле для гольфа со специальным терминалом, как все технически подкованные архитекторы в то время:
Вот компьютер от 3M, мёрзнующий на морозе, потому что… Непонятно, почему (слоган гласил «необычный компьютер» [uncommon com], но этому можно было поверить с большой натяжкой):
Sol из 1970-х перенесённый в пустыню, поскольку это был «небольшой компьютер, который вас не стеснит»:
А если вам больше нравится мягкий песок, вот терминал Incoterm на пляже:
И вся семейка Incoterm во время лодочной прогулки:
Но давайте вернёмся к клавиатурным столам в помещениях. Мне особенно нравятся утопленные клавиатуры и экраны некоторых систем. Вот вдохновляющие углы IBM 5382 System/38:
Вот встроенный дисплей Sharp Hayac 3800 с большим устройством ввода на японском языке:
Вот IBM 3741 из начала 1970-х:
И HP 250, моложе его всего на несколько лет:
Вы могли обратить внимание на общую тенденцию приведённых фотографий – очень маленькие экраны странных форм. Оказывается, что самые первые дисплеи были очень дорогими. Это объясняет крохотный красный дисплей Burroughs B 80-41/141:
И такой крупный план принтера IBM 5320 рядом с крохотным экранчиком:
И особую версию IBM 3741 под названием 3742, в которой один экран был разделён призмой, и мог обслуживать двоих людей, сидящих за одним столом, с двумя подключёнными клавиатурами:
Сдвоенные столы были не единственным интересным замыслом. Существовали компьютеры, больше похожие на кубиклы – вот Burroughs B91:
Компания Noval из Сан-Диего выпускала редкую машину, всем своим видом говорившую о директорском статусе:
Но лучшие по дизайну клавиатурные столы, естественно, были у Olivetti; вот
Она развилась в P203 1967 года:
А затем в терминал Olivetti TCV 250 (опять-таки с крохотным, но красивым экраном) примерно тех же времён:
Но больше всего из них мне, наверное, нравится прекрасная Olivetti Programma 101, внешний вид которой напоминал школьную парту:
Эра клавиатурных столов практически подошла к концу вместе с 1970-ми. Были, конечно, исключения – поздние специальные клавиатуры, которым приходилось занимать большое пространство, чтобы вместить все клавиши:
Aesthedes, платформа для редактирования видео
Или такие пароксизмы, как этот настольный компьютер за $4500 2018 года:
Заметьте, что кроме этой фотографии, на всех остальных в данной статье кабелей не видно
Но в целом другой такой эры уже никогда не будет – и та, в которой мы находимся, становится всё туманнее с каждым годом. Многие фотографии выше представляют собой размытые сканы или рекламные изображения, потому что сами машины не дожили до 2019 года – их выбросили из-за того, что они были слишком большими, чтобы их оставить, слишком молодыми, чтобы сохранить их, слишком корпоративными, чтобы кому-то было до них дело.
Поэтому такой ценной можно считать хорошую фотографию большого компьютера, напоминающего мебель, и я хочу напоследок дать вам современное фото, лучшее из всех. Это фотография IBM 1130 от 1965 года, без дисплея, сделанная Джеймсом Боллом для его серии “Руководство по вычислениям“. Серия прекрасно демонстрирует забытую красоту этих старых машин и напоминает нам о тех странных временах, когда клавиатуры были одной из самых маленьких составляющих частей компьютера, а не как сегодня — самой крупной.
Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!
