ПК: начало История создания первого персонального компьютера

ПК: начало История создания первого персонального компьютера

История создания и развития персонального компьютера насчитывает всего-то несколько десятков лет. Нам повезло — еще живы многие, кто стоял у истоков и хорошо помнит, в каком году появился первый ПК. На что были способны первые компьютеры и для каких целей применялись? Подробнее в нашем материале

К акие были первые персональные компьютеры? Электронное устройство, которое с натяжкой можно назвать первым персональным компьютером (по крайней мере это было нагромождение различных ламп, плат и реле размером с Эверест, выполнявшее некоторые примитивные вычислительные функции, с которыми лучше бы справился второклассник), был аппарат «Марк — 1». Его произвела в 1943 году компания IBM. Элементы «компьютера» занимали несколько комнат, а сам он мог только вычитать и складывать, при это стоил как «чугунный мост». Поэтому пользоваться «персональным» компьютером могли позволить себе только крупные, в основном государственные организации.

Следующий шаг в развитии индустрии потребовал пару десятков лет и замены ламп на транзисторы: в 1964 году специалисты все той же IBM разработали серию System-360. Компьютеры по-прежнему были громоздкими и неповоротливыми, зато могли выполнять одновременно уже несколько функций и обладали зачатками программного обеспечения. Также 1964 год ознаменовался важнейшим событием, ставшим своего рода революцией в популяризации и «демократизации» вычислительных машин — профессоры Дартмутского колледжа Джон Кемени и Томас Курц изобрели язык программирования BASIC, ставший впоследствии — в 1970х — 1980х годах — главным языком для персональных компьютеров. BASIC был инструментом, рассчитанным на студентов «гуманитарного» склада, то есть не обладающими навыками программирования, для самостоятельного создания компьютерных программ и решения различных профессиональных задач.

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!

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.

Конец 20 века

1953: Грейс Хоппер разрабатывает первый компьютерный язык, который в конечном итоге становится известным как COBOL.

1969: Кен Томпсон, Деннис Ричи и группа других разработчиков в Bell Labs производят UNIX, операционную систему, которая сделала крупномасштабную сеть разнообразных вычислительных систем-и Интернет — практичным.

1970: Новообразованная Intel представляет Intel 1103, первый чип памяти динамического доступа.

1971: Команда инженеров IBM во главе с Аланом Шугартом изобретает «гибкий диск», позволяющий обмениваться данными между различными компьютерами.

1972: Ральф Бэр, немецко-американский инженер, выпускает Magnavox Odyssey, первую в мире домашнюю игровую консоль, в сентябре 1972 года.

1973: Роберт Меткалф, член исследовательского персонала Xerox, разрабатывает Ethernet для подключения нескольких компьютеров и другого оборудования.

1977: Commodore Personal Electronic Transactor (PET) выпущен на рынок домашних компьютеров с 8-битным микропроцессором MOS Technology 6502, который управляет экраном, клавиатурой и кассетным плеером.

1976: Стив Джобс и Стив Возняк совместно основали Apple Computer.

1977: Первая компьютерная ярмарка Западного побережья проходит в Сан-Франциско. Джобс и Возняк представляют компьютер Apple II на ярмарке, который включает в себя цветную графику и оснащен аудиокассетным накопителем для хранения.

1978: VisiCalc — первая компьютеризированная программа для работы с электронными таблицами.

1979: MicroPro International, основанная инженером-программистом Сеймуром Рубинштейном, выпускает первый в мире коммерчески успешный текстовый процессор «WordStar».

1981: «Acorn» — первый персональный компьютер IBM, выпущен на рынок по цене 1565 долларов.

1983: Apple Lisa — первый персональный компьютер с графическим интерфейсом. Машина также включает в себя выпадающее меню и значки.

История создания персонального компьютера (ПК)

Конечно, создание ЭВМ стало первым толчком и к созданию персональных компьютеров, но все же у каждого из них было индивидуальное направление в развитии.

Как уже было отмечено, ЭВМ создавались в первую очередь для нужд армии, к тому же цены на них были завышенными ($4000-5000), а размеры компьютеров слишком габаритными. Поэтому идея создания персонального компьютера появилась довольно скоро. Уже в 1968 году советский инженер А. А. Горохов задумался о создании «Программируемого прибора интеллектора», который содержал в себе материнскую плату, видеокарту, устройство ввода и память. Однако Горохов не получил финансирования, и проект остался только на чертежах.

Советский инженер А.А. Горохов

Определить точную дату появления ПК на практике оказалось сложно, поскольку создать его стремились не только ученые, но и любители, после того как в 70-х годах XX века в открытом доступе появились микросхемы и микропроцессоры. Но достоверно известно, что в 1975 году миру был представлен первый серийный ПК – Альтаир 8800. Правда внешне он представлял собой конструктор из отдельных блоков и схем, но все же по характеристикам специалисты относят его к персональному компьютеру.

Компьютер Альтаир 8800

В 1976 году был выпущен ПК, направленный на массовую продажу и использование – Apple I. С новым персональным компьютером в комплекте не шел только монитор, в остальном все составляющие современной модели уже присутствовали в компьютере от Apple. Уже в 1977 году этот недостаток был устранен, и компания стала выпускать модели с собственными мониторами.

Компьютер Apple I

В 1981 году другая компания по созданию компьютеров IBM представила новую модель ПК – IBM 5150, также в этом году появился первый персональный компьютер в Советском Союзе – НЦ-8010. Но ни одна из этих моделей не включала в себя компьютерную мышь. Она появилась только в составе нового ПК, разработчиком которого выступила компания Apple в 1983 году – Apple Lisa.

Компьютер Apple Macintosh

Правда эта модель была настолько дорогая, что не получила распространения. Учитывая предыдущий провал, в 1984 году Apple выпускает усовершенствованную модель Macintosh, ставшую настолько удачной, что ее устройство взяли за основу современного персонального компьютера.

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?

EDVAC

Уже вскоре Эккерт и Мосли приступили к следующему изобретению «EDVAC». Электронщики придумали, как сделать первую машину, которая будет осуществлять расчеты, не только используя перфокарты, но и опираясь на программы, находящиеся в её памяти.

Эти возможности стали доступными после создания и дальнейшего применения ртутных трубок. А с помощью двоичной системы был решен вопрос использования компьютерами огромного количества ламп и применения сложных алгоритмов вычисления.

Таким образом, компьютерная эра продвинулась ещё на шаг, устройство было собрано из следующих элементов:

1. Таймер.
2. Устройства, позволяющие запоминать информацию и производить сложные вычисления.
3. Устройство для приёма сигналов и дальнейшей передачи вычислительным модулям.
4. Устройство для распознавания информации на магнитной ленте.
5. Контролирующий работу ЭВМ осциллограф.
6. Временные регистры. В современном мире их называют «буферами обмена».

Компы, которые были предшественниками, уже не выглядели, как самые быстрые, когда появился EDVAC. Чтобы слаживать суммы, умножать и делить, ему было достаточно доли секунд, хотя он по-прежнему занимал достаточно большую площадь – около 46 кв. метров. Но количество ламп, по сравнению с ENIAC, уменьшилось на 14 000 штук, а мощность была увеличена до 50 кВт.

Интересный факт!

Прошло еще немного времени, и появилась первая игра в мире. Её назвали Spacewar, а её суть состояла в борьбе двух космических кораблей, которые стреляли друг в друга ракетами.

Кто придумал первый компьютер

Если говорить об архитектуре, то именно Чарльза Бэббиджа называют тем человеком, кто первый придумал концепцию компьютера, устройства, способного автоматизировать сложные вычисления гораздо быстрее и намного надёжнее человека. В его время это было весьма актуально при расчёте тригонометрических и логарифмических таблиц, в которых присутствовало много ошибок, связанных с человеческим фактором. Разностный вычислитель Бэббиджа стал работающим прототипом, позволившим производить расчёты с точностью до десятого знака после запятой.

В числе разработчиков первого компьютера многие называют немца Конрада Цузе, создавшего механический вычислитель Z1 с электронным приводом, в котором впервые в истории была использована двоичная система счисления – именно она применяется во всех современных компьютерах.

Джон Атанасов считается первым в мире, кто изобрёл первый электронный компьютер, полностью лишённый механических деталей именно в вычислительном устройстве.

Нельзя не упомянуть имена Алана Тьюринга и Джона фон Неймана, внёсших весомый вклад в разработку архитектуры компьютеров в части программного кода, хранимого в памяти. До сих пор в специальной литературе используют термины «архитектура фон Неймана» и «тест Тьюринга» (последний относится к проблеме искусственного интеллекта, которая и сегодня далека от полноценного воплощения).

Что касается появления первых персональных компьютеров, то здесь заслуга отдельных личностей оказалась не так велика. Миниатюризация элементной базы, проявление интегральных схем и микропроцессоров позволило многим компаниям разрабатывать свои версии ПК. Поначалу это вообще были наборы компонентов, которые так и продавались в виде конструкторов, собирать которые приходилось самостоятельно, и самим же пользователям писать программы.

Позже за дело взялись IBM и Apple, конкурентная борьба между которыми велась с переменным успехом на протяжении десятилетий.

В настоящее время ПК собирают из отдельных компонентов, как и на заре становления отрасли, а с учётом стандартизации такая сборка может осуществляться и в домашних условиях, не требуя от сборщика наличия внушительного багажа знаний и значительного опыта в этом деле.

Вселенная счисления

6 января 1945 года Конрад Цузе женился на Гизеле Брандес. Через несколько месяцев у них родился первенец, а в последующие годы — еще четверо детей. Но Цузе не был примерным семьянином, он был буквально одержим своим делом. Создатель первого универсального программируемого компьютера в мире получил на родине множество наград и почетных степеней. Он умер 18 декабря 1995 года в немецком Хюнфельде в возрасте 85 лет.

Его ранние разработки, погибшие во время бомбежек, были реконструированы. Модель Z1 Цузе восстановил сам, теперь она находится в Немецком технологическом музее в Берлине. Инженеры, работавшие с ним, воссоздали Z3 и отдали ее в Немецкий музей Мюнхена.

Часто можно встретить утверждение о том, что компьютер стал продуктом Второй мировой войны. В случае с Конрадом Цузе это не так. Z1 был создан до войны, а работа над Z3 затянулась потому, что Цузе в 1939-1940 годах призвали в армию, и он провел несколько месяцев на Восточном фронте. Деньги на его создание (как и на создание Z4) власти все-таки выделили — инженеру удалось убедить их в том, что машина будет незаменима для вычислений технических характеристик самолетов, но сделали это неохотно. По счастливой случайности то, что название четвертого экспериментального прототипа четвертой модели было схоже с кодовыми названиями ракет Вернера фон Брауна, Цузе удалось эвакуироваться из Берлина, сохранить и закончить разработку устройства.

Фото: Fabrizio Bensch / Reuters

В последние годы появляется множество работ, посвященных тому, не является ли наша Вселенная лишь комплексной имитацией, немыслимой программой. Цузе задумывался об этом гораздо раньше, еще в годы войны. «Внезапно мне пришла в голову мысль, что Вселенная могла быть зачата гигантской ЭВМ, работающей как релейный калькулятор, — а релейные калькуляторы содержат релейные цепи, — писал он в своих мемуарах. — Когда реле срабатывает, импульс проходит по цепи. Я подумал, что, вероятно, именно так движется квант света». Эта мысль накрепко укоренилась в его сознании, и через 30 лет он сформулировал теорию, получившую название «вселенная счисления».

Упоминания Цузе в современной прессе довольно редки, о нем нечасто снимают документальные фильмы за пределами Германии, а если это и происходит, его работу зачастую несправедливо называют «первым нацистским компьютером». Это утверждение не выдерживает никакой критики: первые ЭВМ Цузе были созданы практически на голом энтузиазме, да и потом нацистские функционеры не понимали ценности его работы.

Конрад Цузе никогда не был героем Сопротивления, но и не пытался стать госчиновником в нацистской Германии. Личная трагедия ученого заключается в том, что ранние его разработки были существенно более продвинутыми, чем у других пионеров, создававших ЭВМ в то время. Увы, о них за пределами страны, движущейся по пути самоуничтожения, практически никто не знал, а мировую известность его машины получили лишь через несколько лет после войны.