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.
История создания первого в мире компьютера
В 1942 году проект Джона Маучли дал толчок для создания первого компьютера, хотя на сам проект, вначале внимания не обратили. Однажды им заинтересовалась одна из лабораторий армии США, и уже в 1943-м были сделаны первые шаги по созданию машины, под названием «ENIAC». Денег на создание дал Пентагон (которому нужно было создать новые пушки), и ушло их чуть меньше 500 000 $.
Кстати, ENIAC в плане электричества получился очень прожорливым, когда его включали — огни близлежащего города каждый раз тускнели. ENIAC (Electronical Numerical Integrator and Calculator) — это по-настоящему первый компьютер, который можно было программировать.
Начало 20 века
1931: В Массачусетском технологическом институте Ванневар Буш изобретает и строит первый крупномасштабный автоматический механический аналоговый компьютер общего назначения.
1937: Джон Винсент Атанасофф, профессор физики и математики в Университете штата Айова, подает грантовое предложение на создание первого электрического компьютера без использования шестерен, кулачков, ремней или валов.
1941: Немецкий изобретатель и инженер Конрад Цузе завершает свою машину Z3, самый ранний в мире цифровой компьютер.
1941: Атанасофф и его аспирант Клиффорд Берри разрабатывают первый цифровой электронный компьютер в США, названный компьютером Атанасоффа-Берри. Это первый раз, когда компьютер способен хранить информацию в своей основной памяти и способен выполнять одну операцию каждые 15 секунд.
1947: Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн из Bell Laboratories изобретают транзистор. Они узнают, как сделать электрический выключатель из твердых материалов и без необходимости вакуума.
1949: Команда из Кембриджского университета разрабатывает электронный автоматический калькулятор задержки (EDSAC) — первый практический компьютер с сохраненной программой. А в ноябре ученые построили первый в Австралии цифровой компьютер для воспроизведения музыки под названием Council for Scientific and Industrial Research Automatic Computer (CSIRAC).
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.
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?
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.
Отечественные разработки
Отечественная наука в 1940 годах тоже проводила разработки для получения электронных вычислительных машин.
Результатом работы лаборатории имени С. А. Лебедева стала первая на Евразийском континенте модель МЭСМ.
Следом за ней появилось несколько других компьютеров, уже не таких известных, хотя и внёсших весомый вклад в научную деятельность СССР.
Аббревиатура МЭСМ, компьютера, создаваемого с 1948 по 1950 год, расшифровывалась как «Малая электронная счётная машина».
Такое название ЭВМ получила из-за того что сначала была всего лишь макетом «большого» устройства.
Однако полученные положительные результаты испытаний привели к созданию полноценного компьютера, собранного в двухэтажном здании монастыря.
Первый запуск прошёл в ноябре 1950 года, а первая серьёзная задача решена в январе следующего года.
В течение следующих 6 лет МЭСМ применяли для сложных научных вычислений, потом использовали в качестве учебного пособия, и, наконец, в 1959 году разобрали.
Рабочие параметры устройства были следующими:
- количество ламп: 6 тыс.;
- трёхадресная система команд с 20 двоичными разрядами;
- память: постоянная на 31 число и 63 команды, оперативная такого же размера;
- быстродействие: частота 5 кГц, выполнение 3 тыс. операций в сек;
- площадь: около 60 кв. м.;
- мощность: до 25 кВт.
Рис. 5 Советский компьютер начального уровня МЭСМ,
БЭСМ-1
Работа над ещё одним советским компьютером велась в то же время, что и над МЭСМ.
Устройство называлось Большой электронной счётной машиной и работало с утроенной скоростью – до 10 тыс. операций в секунду – при уменьшении числа ламп до 730 штук.
Количество разрядов для чисел, которыми оперировала ЭВМ, составляло 39 единиц, а точность расчётов достигала 9 знаков.
В результате машина могла работать с числами от 0,000000001 до 1000000000. Так же, как и МЭСМ, большое устройство было выпущено в одном экземпляре.
Машина, конструктором которой тоже был С. А. Лебедев, считалась в 1953 году самой быстрой в Европе. В то время как лучшим компьютером в мире признали американскую IBM 701.
Первый коммерческий компьютер компании «Ай-Би-Эм» производил в секунду до 17 тысяч операций.
Рис. 6 Первая полноценная ЭВМ в СССР БЭСМ-1.
БЭСМ-2
Усовершенствованный вариант, БЭСМ-2, стал не только очередным самым быстрым компьютером в стране, но и одним из первых серийных советских устройств такого типа.
С 1958 до 1962 года советская промышленность выпустила 67 моделей ЭВМ.
На одной из них проводился расчёт ракеты, доставившей на Луну вымпел Советского Союза. Скорость БЭСМ-2 составляла 20 тыс. операций в секунду.
При этом оперативная память достигала, в пересчёте на современные единицы, около 11 Кбайт и работала на ферритовых сердечниках.
Рис. 7 Советский компьютер БЭСМ-2.
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.
Изобретение персонального компьютера – событие, которое изменило мир
После успешной попытки создать электронный компьютер, другие учёные решили повторить и даже превзойти успех своего коллеги – Джона Мокли и потрудились над изобретением ПК. Такие персональные компьютеры были в домах каждого до недавнего времени, появились они в 1970 году. А начиналось всё с простых вычислительных машин.
К устройству были добавлены новые функции, которые впоследствии стали использоваться при разработке ноутбуков, планшетов, мобильных телефонов, смартфонов. Вот так, не прошло и ста лет, как из первого электронного компьютера появилась целая техническая индустрия.
Компьютерная эра началась с одного очень простого, но интересного изобретения. И пусть основной массе человечества уже неинтересно, кто изобрёл первый компьютер и каким образом он появился, но люди, которые занимаются производством современной техники такого плана будут помнить имя Джона Моккли всегда. Именно этот человек дал хороший толчок и собрал в команду талантливых личностей и заставил их поверить в свой проект. Кто знает, если бы не его изобретения, возможно, все идеи остались бы на уровне простых, неосуществлённых замыслов. Благодаря этому изобретению мир стал проще и лучше для каждого человека.
