Первые компьютеры. Когда и кем был сделан самый первый компьютер

Первые персональные компьютеры и их оперативная память. Вся информация

Очень часто современные пользователи интернета задают вопрос: «Кем был разработан первый массовый персональный компьютер?». Ведь все понимают, что обилие компьютеров, как это выглядит сейчас, было не всегда. Любое производство имеет свое начало и свою историю. Сейчас трудно представить жизнь современного человека без персонального компьютера или хоть какого-то гаджета для выхода в интернет. Но было время, когда персональные компьютеры не были «персональными», а предназначались только для крупных производственных или бизнес-организаций. Было время, когда компьютер не умещался, как сейчас, на небольшой стол, а им необходима была целая комната. Было время, когда компьютерная мышь была деревянная. В общем, было много всего интересного.

Датой выхода первого массового компьютера считается 12 августа 1981 года. Именно в этот день компания IBM презентовала первый компьютер, который был рассчитан на установку в домашних условиях. До этого компьютеры были очень громоздкими, занимали очень много места и были достаточно дорогими. Поэтому в основном ими пользовались институты, крупные производства и правительственные организации.

Компания IBM, которая была лидером того времени в производстве компьютеров, решила в корне изменить ситуацию и «принести компьютер в каждый дом». Она разработала первую модель персонального компьютера IBM 5150:

Параметры этого компьютера можно сравнивать разве что со современными калькуляторами. Характеристики IBM5150 были следующими:

• процессор Intel 8088 с частотой 4,77 МГц;
• оперативная память — 64 Кб;
• можно было применять 5.25-дюймовые флоппи-диски для хранения какой-либо информации с объемом до 256 Кб.

Жесткие диски невозможно было устанавливать, так как не хватало мощности блока питания. Первое подобие жестких дисков появилось только в модели IBM5161, их объем составлял целых 10 Мб.

Описанные выше характеристики — это «мощность» самой дорогой модели IBM 5051, которая стоила 3005$. В самой дешевой модели за 1565$ был тот же процессор, но «оперативки» было всего 16 Кб и не было возможности подключить флоппи-диски, так как не было дисковода. Плюс, отсутствовал стандартный монитор. Но такой «компьютер» можно было подключить в своему телевизору, а в качестве «памяти» можно было использовать кассетные накопители. «Дешевую» версию в основном покупали для дома, а «дорогую» версию покупали для небольшого бизнеса.

Первый массовый персональный компьютер был разработан командой специалистов компании IBM, но сделан он был по прототипу компьютера Apple-1, который разработал Стив Возник. Поэтому, отвечая на вопрос: «Кем был разработан первый массовый персональный компьютер?», можно ответить, что к его разработке приложил свою руку сам Стив Возник.

IBM5150 — это официально первый массовый персональный компьютер. Он не получил особой «массовости», потому что был достаточно дорогим удовольствием, тем более что спустя небольшое время появились компьютеры других производителей со схожими характеристиками, но стоившие в 2 раза дешевле. Плюс, добавлялась жесткая конкуренция среди производителей компьютеров, ведь рынок не был настолько объемным, как сейчас, а производителей было очень много.

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.

Самый первый компьютер, признанный официально

Официально зарегистрированным самым первым компьютером принято считать программируемую машину «Марк-1». Изначально ее основной целью была служба на благо военных. После ряда испытаний, которые прошли успешно, в 1944 году компьютер был приведён в действие.

Его создали инженеры компании IBM и математик из Гарварда Говард Эйксон. За основу они взяли наработки Чарльза Бэббиджа и начали его сборку на территории того самого Гарварда.

Миру был представлен как самый первый компьютер, так и наиболее дорогой – его цена составила 500 тысяч долларов. Состояло устройство из более чем 760 000 деталей, его длина была равна 17 м, а в для корпуса использовалось стекло и нержавеющая сталь. Учитывая высоту в 2,5 метра, для него было решено выделить отдельное помещение.

Что касается остальных характеристик самой первой ЭВМ (электронно-вычислительной машины), они выглядят следующим образом:

1. Вес – более 4,5 тонн.
2. Суммарная длина кабелей внутри самого первого компьютера – 800 км.
3. Длина синхронизирующего вала – 15 метров.
4. Мощность электромотора, который служил для запуска машины – 5 кВт.

Некоторые изобретатели видели в первом компьютере большой и мощный арифмометр. Такого мнения придерживались те люди, которые считали, что толчком для развития всех дальнейших компьютеров стало устройство ENIAC. Но тот, кто изобрёл «Марк-1», считается всё-таки его родоначальником, благодаря умениям машины автоматически выполнять требуемые задачи.

Обратите внимание!

Осуществляя свою работу с помощью перфоленты, первое автоматическое устройство практически не нуждалось в человеческом вмешательстве в свою работу.

Основным преимуществом «Марк-1» была возможность выполнять следующие задачи:

1. Деление – 15 сек.
2. Суммирование и вычитание – 0,33 сек.
3. Умножение – 6 сек.
4. Умение оперировать 72 числами.

Но уже в скором времени характеристики компьютера не соответствовали завышенным требованиям заказчиков, поэтому Говардом Эйкеном было предложено создать компьютеры более мощного и современного образца. После этого ученые выпустили ещё 3 версии одних из самых первых компьютеров, последняя модель из которых была создана в 1952 году.

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.

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.

Зачем людям нужен был компьютер

За время своего существования человечество постоянно пыталось совершенствовать мир, чтобы сделать свою жизнь более простой и комфортной. Первый компьютер появился как устройство для решения непосильных для человеческого мозга задач.

Многие люди уверены, что компьютеры были созданы несколько десятков лет назад. Однако на самом деле их история насчитывает несколько столетий. Безусловно, предки современных ПК были весьма примитивными, однако они легли в основу более совершенных моделей.

Четвертое поколение — персональные компьютеры на процессорах

Предшественниками IBM PC были Apple II, Radio Shack TRS-80, Atari 400 и 800, Commodore 64 и Commodore PET.

Рождения персональных компьютеров (ПК, PC) с полным основанием связывают с процессорами Intel. Корпорация была основана в середине июня 1968 г. с тех пор Intel превратилась в крупнейшего в мире производителя микропроцессоров с числом сотрудников более 64 тысяч. Целью Intel было создание полупроводниковой памяти и , чтобы выжить, фирма стала брать и сторонние заказы на разработку полупроводниковых устройств.

В 1971 г.. Intel получила заказ на разработку набора из 12 микросхем для программируемых микрокалькуляторов, но инженерам Intel создание 12 специализированных чипов показалось громоздким и неэффективным. Задача сокращения номенклатуры микросхем была решена путем создания «спарки» с полупроводниковой памяти и исполнительного устройства, способного работать по командам, хранящимся в ней. Это был прорыв в философии создания вычислительных средств : универсальное логическое устройство в виде 4-разрядного центрального процессорного устройства i4004, который позже был назван первый микропроцессором. Он представлял собой набор из 4 чипов, в числе которых был один чип, управляемый командами, которые хранились в полупроводниковой внутренней памяти.

Как коммерческая разработка, микрокомпьютер (так тогда называлась микросхема) появился на рынке 11 ноября 1971 под названием 4004 : 4 битный, содержащий 2300 транзисторов, тактовая частота 60 кГц, стоимость — $ 200. В 1972 г. компания Intel выпустила восьмибитный микропроцессор 8008, а в 1974 г. — его усовершенствованную версию Intel-8080, которая к концу 70-х годов стала стандартом для микрокомпьютерной индустрии. Уже в 1973 году во Франции появляется первый компьютер на базе процессора 8080 — Micral. По разным причинам этот процессор не имел успеха в Америке (в Советском Союзе он был скопирован и выпускался долгое время под названием 580ВМ80). Тогда же группа инженеров ушла из Intel и образовала фирму Zilog. Наиболее громким ее продуктом является Z80, который имеет расширенный набор команд 8080 и, что обеспечило его коммерческий успех для бытовых приборов, обходился одним напряжением питания 5В. На его основе был создан, в частности, компьютер ZX-Spectrum (иногда его называют по имени создателя — Sinclair), ставший практически прообразом Home PC середины 80-х. В 1981 г. Intel выпускает 16-разрядный процессор 8086 и 8088 — аналог 8086, за исключением внешней 8-битной шины данных (вся периферия тогда была еще 8-битной).

Конкурент Intel, компьютер Apple II отличался тем, что не был вполне законченным аппаратом и оставалась некоторая свобода для доработки непосредственно пользователем — можно было устанавливать дополнительные интерфейсные платы, платы памяти и др. Именно эта особенность, которую впоследствии стали называть «открытой архитектурой», стала его основным преимуществом. Успеху Apple II способствовали еще две новинки, разработаные в 1978 году. Недорогой накопитель на гибких дисках, и первая программа для коммерческих расчетов — электронная таблица VisiCalc.

Большой популярностью в 70-х годах пользовался компьютер Altair-8800, построенный на основе процессора Intel -8080. Хотя возможности Altair были довольно ограничены — оперативная память составляла всего 4 Kb, клавиатура и экран отсутствовали, его появление было встречено с большим энтузиазмом. Он был выпущен на рынок в 1975 году, и в первые месяцы было продано несколько тысяч комплектов машины.

Представители IV -го поколения ЭВМ: а) Micral; б) Apple II

Этот компьютер, разработанный фирмой MITS, продавался по почте в виде набора деталей для самостоятельной сборки. Весь комплект для сборки стоил $ 397, тогда как только один процессор от Intel продавался за $360.

Распространение ПК к концу 70-х годов привело к некоторому снижению спроса на большие ЭВМ и мини-ЭВМ — фирма IBM в 1979 выпустила IBM PC на базе процессора 8088. Существующее в начале 80-х годов программное обеспечение было ориентировано на обработку текстов и простых электронных таблиц, а сама мысль о том, что «микрокомпьютер» может стать привычным и необходимым устройством на работе и дома, казалась невероятной.

12 августа 1981 года IBM представила Personal Computer (PC), ставший, в сочетании с программным обеспечением от Microsoft, стандартом для всего парка ПК современного мира. Цена модели IBM PC с монохромным дисплеем составила около $3.000, с цветным — $6.000. Конфигурация IBM PC: процессор Intel 8088 с частотой 4,77 МГц и 29 тысячами транзисторов, 64 Кб оперативной памяти, 1 флоппи-дисковод емкостью 160 Кб, звук — обычный встроенный динамик. В это время запуск приложений и работа с ними были настоящей мукой: из-за отсутствия жесткого диска приходилось все время менять дискеты, не было ни «мыши», ни графического оконного пользовательского интерфейса, ни точного соответствия между изображением на экране и конечным результатом (WYSIWYG). Цветная графика была крайне примитивна, о трехмерной анимации или фотообработке не было и речи, однако история развития персональных компьютеров началась именно с этой модели.

В 1984 году IBM представила еще две новинки. Во-первых, была выпущена модель для домашних пользователей, названная PCjr на базе процессора 8088, котрая была оснащена едва ли не первой беспроводной клавиатурой, но успеха на рынке эта модель не добилась.

Вторая новинка — IBM PC AT. Важнейшая особенность : переход на микропроцессоры более высоких уровней (80286 с цифровым сопроцессором 80287) с сохранением совместимости с предыдущими моделями. Этот компьютер оказался законодателем стандартов на много лет вперед в целом ряде отношений: здесь впервые появилась 16-разрядная шина расширений (остающаяся стандартной и по сей день) и графические адаптеры EGA с разрешением 640х350 при глубине представления цвета 16 бит.

В 1984 г. состоялся выпуск первых компьютеров Macintosh с графическим интерфейсом, манипулятором «мышь» и многими другими атрибутами пользовательского интерфейса, без которых не мыслятся современные настольные компьютеры. Пользователей новый интерфейс не оставил равнодушными, но революционный компьютер не был совместим ни с прежними программами, ни с аппаратными компонентами. А в тогдашних корпорациях уже стали нормальными рабочими инструментами WordPerfect и Lotus 1-2-3. Пользователи уже привыкли и приспособились к символьному интерфейса DOS. С их точки зрения, Macintosh выглядел даже как-то несерьезно.

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.