Первые персональные компьютеры и их оперативная память. Вся информация

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.

Первый персональный компьютер: другие модели

1. Apple-1. Прототип этого компьютера был продемонстрирован еще в 1976 году. Именно этот компьютер стал прародителем всех последующих персональных компьютеров. Именно его разработал сам Стив Возник. Всего было выпущено около 200 этих моделей, до наших дней дожило около 50, 6 из которых даже работают.
2. IBM 5150. Не был персональным компьютером и предназначался для бизнеса, так как стоил около 20 000$.
3. Apple 2. Выпущен в апреле 1984 года. Имел две модели: портативную и стационарную. Именно портативная модель сделала этот компьютер достаточно популярным.
4. Commodore 64. Это полноценный персональный компьютер с «оперативкой» в 64 Кб, который выпустила компания Commodore International буквально через год после IBM 5051 — в августе 1982 года. Этот компьютер не стал «самым первым персональным», но стал «самым первым массовым». Он предлагался по цене в 595$, при этом характеристики у него были не хуже, чем у IBM 5051 за 3005$. Этот факт послужил тому, что объем проданных компьютеров этой модели достиг более 15 млн экземпляров.
5. БК-0010. «Советский ответ» западным разработчикам. Это первый персональный компьютер советского производства. Кстати, БК — это «бытовой компьютер». Он продавался в 1985-1988 годах за 600 советских рублей.
6. IBM 5160. Компьютер от компании IBM, выпущенный в 1983 году. Он обладал уже более «крутыми» характеристиками, чем их «первый персональный»: оперативная память составляла уже от 128 Кб и до 640 Кб.

1. Первая компьютерная мышь. Первая мышь изобретена в 1963 году. Состояла она из деревянного корпуса и 2-х колес, которые фиксировали передвижение мыши по 2-м осям.
2. Первый трекбол для мыши. Первый трекбол был разработан за 11 лет до появления первой компьютерной мыши в 1952 году. А на мышь он стал устанавливаться только в 1972 году.
3. Первый портативный компьютер. Это был IBM 5100 Portable Computer 1975 года выпуска. Его вес составлял 25 кг. По сути это был большой «чемодан», который нужно было подключать в розетку, чтобы использовать. Он имел оперативную память от 16 Кб и до 64 Кб и стоил 8975$-19975$.
4. Первый ноутбук. Это был «ноутбук» Grid Compass 1100, 1982 года выпуска. Разрешение экрана 320х200, «оперативки» 340 Кб, вес 5 кг, стоимость 8000$-10000$.
5. Первая оперативная память. Была изобретена в 1951 году.
6. Первый hard-диск. Это был IBM 350 Disk File 1956 года разработки. Он состоял из 50 24-дюймовых флоппи-дисков и выдавал памяти 4.4 Мб.
7. Первый лазерный принтер. Изобретен в 1969 году компанией Xerox. Он был просто огромным, поэтому занимал целую небольшую комнату.
8. Первый веб-сервер. Это был простой компьютер, на котором стала доступной первая онлайн-страница 6 августа 1991 года.

Первый массовый персональный компьютер

В 1975 году компания, базировавшаяся в Альбукерке, MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems) на основе микропроцессора Intel 8080 выпустила микрокомпьютер Altair 8800, который «взорвал» рынок. Компьютер можно было купить в уже собранном виде за 621 доллар или заказать через журнал Popular Electronics в виде «супового набора», то есть деталей для сборки. В таком виде Altair 8800 стоил 439 долларов. Разработчик ПК Генри Эдвардс Робертс, американский предприниматель и инженер, планировал реализовать пару сотен устройств среди фанатов электроники. Однако за первый месяц продаж к покупателям ушло несколько тысяч компьютеров.

Маркетинговый механизм заработал, и прогресс уже невозможно было остановить. В том же году в Лос-Анджелесе открылся первый компьютерный магазин, где можно было приобрести в том числе Altair 8800. Вскоре магазины начали появляться как грибы после дождя. Но это уже другая история, а что касается компании MITS и ее детища, то это был, по признанию современников, «абсолютный, мгновенный, безумный успех». Его составляющими были удачная системная шина Altair, которая стала стандартом де-факто в виде шины S-100 для будущих поколений массовых персональных компьютеров. Также сыграли свою роль открытость архитектуры Altair 8800 и его достаточно низкая стоимость. Компьютерщики-энтузиасты разработали для ПК богатейшие периферию и софт, а также платы расширения, превратив Altair 8800 в полноценную серьезную машину. Есть даже сведения, что для компьютера MITS была создана первая в мире цветная видеокарта.

Новый подход IBM к разработке PC

Все этапы разработки персонального компьютера IBM PC заняли менее года: с июля 1980 года и до августа 1981 года. Из-за таких сжатых сроков IBM вынуждена была активно использовать узлы и разработки сторонних разработчиков. Это был нестандартный ход, поскольку до этого компания придерживалась правила – использовать в процессе разработки новых устройств только собственные наработки.

Благодаря такому подходу сформировалась так называемая «открытая архитектура» персонального компьютера, которая позволяла буквально собирать компьютер из разных комплектующих разных производителей. Именно открытая архитектура, разумеется, в сочетании с другими возможностями персональных компьютеров, сделали их столь популярными во всем мире по сей день.

В персональном компьютере вместо процессора Intel 8085 использовали новый Intel 8088. Поэтому понадобилось создание новой 16-и разрядной операционной системы (ОС) вместо прежней 8-и разрядной системы BASIC.

Разработку ОС и инструментов программирования для нового ПК доверили компании Microsoft из Редмонда, которая на тот момент была малоизвестной. Данный контракт во многом поспособствовал росту популярности Microsoft и, главное, росту ее доходов за счет отчислений от продажи каждого персонального компьютера.

IBM PC 5150 с принтером, представлен в августе 1981 (Фото с habr.com/ru/post/406013/)

Так начиналась эра персональных компьютеров, когда еще многие не верили, что компьютеры появятся, практически, у каждого человека, в каждом доме, а не только у отдельных специалистов в области программирования. Вот так возникал и впоследствии формировался наш современный мир, в котором цифровизация стала его неотъемлемой частью.

Видео: История IBM PC

Линейки, таблицы и монограммы

Сложные расчеты потребовались в xvii веке. Это время, когда необходимость сложных математических операций стала жизненно важна. Возникла потребность в работе с многозначными числами.

В период с 1614 по 1623 в свет вышли совершенно новые типы вычислителей:

• логарифмическая линейка;
• логарифмические таблицы;
• возникновение механических арифмометров;
• палочки Непера.

В 19 веке, взяв за основу логарифмы и логарифмические линейки появился их графический аналог – номограммы. Они использовались для проведения расчетом совершенно разных функций.

Логарифмические таблички

В 1614 мир узнал определение логарифмов и их значения. Непер решил заменить сложное умножение на простое сложение. Для этого он при помощи спецтаблиц сопоставил геометрические и арифметические прогрессии. Первая считалась исходной. Деление в этом случае автоматические заменяется на более простое и понятное человеку вычитание.

Логарифмические таблицы расширялись и уточнялись другими математиками. Задействованы в научных и инженерных решениях более трех веков. Не выходили из «моды» до изобретения компьютеров и современных калькуляторов.

Линейки

Стоит обратить внимание и на такой элемент, как логарифмическая линейка. Создается путем нанесения соответствующей шкалы. Это – один из механических вычислителей.

Приближенная к упомянутой конструкции теорию предложил астроном Эдмунд Гюнтер в начале 17 века. Он сказал, что можно на линейку нанести логарифмическую шкалу, а затем посредством двух циркулей складывать и вычитать их.

Но в 1622 Уильям Отред опубликовал усовершенствованную логарифмическую линейку в «Кругах пропорций». Она была:

• круговой – при первом выпуске;
• прямоугольной – после 1633.

Далее устройство делали более совершенным. Для этого создавали «движки», разметки по обе стороны, добавляли шкалы Уингейта, отмечали часто задействованные числа. В середине 19 века «девайс» оснастили бегунком.

Использовали такие линеечки несколько поколений инженеров и других мастеров. На их базе созданы следующие вычислители:

• артиллерийская линейка;
• линейка Дробышева;
• навигационная;
• кардиологическая;
• офицерская.

А еще появились навигационные расчетчики. Логарифмические линейки в будущем заменили карманные, привычные современному человеку калькуляторы.

Номограммы

С развитием рассматриваемых машин в мире появлялись разные приспособления для проведения тех или иных подсчетов. Пример – номограммы. Это – простейшие вычислители. Для них требуется:

• шкала;
• линейка (координатная сетка тоже годится);
• циркуль.

Дополнительные вспомогательные элементы обычно не задействованы. Результаты просматриваются визуально, после чего фиксируются на бумаге. Для умножения и деления наносится логарифмическая шкала рядом с обычной, после – используется циркуль. Так получают вычислитель.

Теория номографических построений разработана французский математиком Лаланном в 1843. Она опирается на теории Оканя, который впервые внедрил понятие «номограмма». В России с соответствующей темой впервые работал Герсеванов, после – Глаголев. Он создал первую советскую номографическую школу.

Арифмометры

Плоды человеческих трудов должны быть зафиксированы в истории. Так, развивая механику и прочие науки, люди научились создавать вычислительные устройства различной сложности. В 1623 Вильгельм Шиккард разработал первый арифмометр – «Считающие часы». Он умел выполнял всего 4 математических действия. Работало приспособление за счет звездочек и шестеренок.

Далее появились машины Паскаля и Лейбница. Последний раскрыл человечеству, что такое двоичная система счисления. На ней основаны современные компьютеры. Но до 1940-х многие разработки (включая те, что делал французский учены Чарльз Бэббидж) основывались на сложной в реализации десятичной системе.

В 1820 появилась новая вещь для вычислений. Она получила название арифмометра Томаса. Умела:

• вычитать;
• делить;
• умножать;
• складывать.

В 1945 Штаффель воссоздал счетную машину, которая дополнительно вычисляла квадратные корни. Арифмометры, которые начали считать десятичные числа, применялись на практике до 1970.

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.

Первый в мире компьютер: что о нём известно

Задача автоматизации математических вычислений не нова, но в древние времена речь шла о простейших операциях – сложении и вычитании сравнительно небольших чисел. Первыми додумались до счётов китайцы, и что интересно, они использовали цифру 5 как основание своего счётного устройства. Позже похожие счёты появились у древних греков, изготавливали такие абаки из деревянных дощечек, а в качестве инструмента для подсчетов использовались камешки.

Разумеется, счёты – это даже не прообраз компьютера, но следующего прорыва пришлось ждать долго. Только в 1642 году Блез Паскаль додумался до более усовершенствованной версии вычислителя, основанной на механизме шестерёнок. Но по-прежнему этот прибор умел только складывать и вычитать.

Всего 30 лет спустя математик Густав Лейбниц изобрёл свою версию арифмометра, которая умела умножать и делить. И снова наступило затишье, закончившееся в 1822 году, когда Чарльз Бэббидж построил малую разностную машину, умевшую производить вычисления с 18-разрядными числами. А затем взялся за конструирование аналитической машины, которая концептуально уже была во многом схожа с первыми компьютерами, появившимися много позже, – то есть предусматривала наличие памяти, регистров, аналога процессора и даже устройств ввода-вывода. По разным причинам работа не была завершена. И только столетие спустя фон Нейман разработал концепцию хранимой программы, которая и легла в основу будущих компьютеров.

Краткая история создания компьютера в современном значении этого слова:

• 1939 год – создание немцем Конрадом Цузе электромеханического устройства, предназначенного для вычисления аэродинамических показателей в самолётостроении;
• 1940 год – англичанин Алан Тьюринг разрабатывает свою версию электромеханической машины, призванной упростить взлом шифра «Энигма», использовавшегося немцами;
• 1941 – год, когда появился первый программируемый компьютер, названный «Марк 1», в основу конструкции которого легли чертежи Бэббиджа (разработанный специалистами IBM под руководством математика Говарда Эйксона);
• 1942 год – создание инженером из США Джоном Атанасовым первого полностью электрического компьютера (работающего на реле), способного решать линейные алгебраические уравнения;
• 1946 год – появление первого лампового устройства ЭНИАК, которое использовалось для вычисления баллистических траекторий.

В принципе именно ЭНИАК считается первым настоящим компьютером, способным работать на три порядка быстрее, чем релейные аналоги. Но у него была и масса недостатков: он состоял почти из двух десятков тысяч ламп, занимал огромное помещение, весил около 30 тонн и часто ломался. К тому же требовалось немало человеко-часов, чтобы просто подготовить его к работе.

Изобретение транзистора в 60-х годах оказалось тем революционным событием, которое подстегнуло эволюцию компьютеров. Вторая генерация обзавелась внешней памятью, были разработаны более удобные и эффективные устройства ввода/вывода программ и данных, появилась многопроцессорная обработка, позволившая существенно увеличить производительность вычислительных устройств

Но настоящим прорывом считается появление интегральных микросхем, позволивших на небольшом чипе поместить сердце компьютера – процессор с уже запрограммированной логикой. Именно третье поколение называют эпохой появления небольших по размерам компьютеров, помещающихся на обычном столе.

В 1971 году компания Intel разработала первый 4-битный микропроцессор I4004, а спустя два года появился более зрелый продукт – микропроцессор I8008 с удвоенной разрядностью, который и стал первым стандартом в этой области. И уже в 1975 году появился первый персональный компьютер на базе процессора I8008 – Альтаир-8800, давший мощнейший толчок дальнейшему развитию отрасли.

Целый ряд компаний, известных и новых, включились в перспективную гонку. В 1976 году свою первую разработку представила Apple, а в 1981 году появился IBM PC – персональный компьютер, архитектура которого на долгие годы стала стандартом де-факто в компьютерной индустрии. Даже сегодня около 90% ПК – это IBM-совместимые компьютеры.

В 1979 году компания Grid System выпустила первую портативную ЭВМ, Grid Compass, давшую начало отдельному направлению – производству ноутбуков – автономных аналогов ПК.