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.
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.
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.
Первые счетные устройства
Современный компьютер – результат деятельности и развития человека. Но люди нуждались в выполнении различных математических задач еще до изобретения информационных технологий. С самого начала развития человечества население училось считать, подсчитывать, умножать и делить. Это помогало в торговле, а также планировании запасов и других сферах жизни.
Самый простой вариант расчетов – использование эквивалентных предметов. Таких, которые не требуют пересчета количества его компонентов. Для этого задействовали балансирные весы. Они помогали определять массу.
Принцип эквивалентности использовался в абаке – первых в мире счетах. Также люди использовали:
- четки;
- антикитерские механизмы (появились с развитием зубчатых колес).
У разных народов рассматриваемые элементарные первые устройства для выполнения математических действий назывались по-разному. У японцев – серобян, у китайцев – суанпан, на Руси – русский шет.
Палочки Непера
В процессе подсчетов требовалось не только сложение и вычитание, но и умножение. Выполнялись такие действия при помощи палочек Непера. Их изобрел шотландский математик – Джон Непер. Он же стал первым автором логарифмов. Информация о подобных «устройствах» возникла в 1617.
Неперский прибор непосредственно выполнял умножения. Деление тоже можно осуществить, но придется постараться. Данный вариант не получил широкого распространения.
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!
Первые «гиганты» вычислительных технологий
В самом начале эры компьютеров, в 1940-х годах, было создано сразу несколько независимо разработанных моделей огромных вычислительных устройств.
Все были разработаны и собраны учёными из США и занимали десятки квадратных метров площади.
По современным меркам, такое оборудование трудно назвать компьютером.
Однако на тот момент более мощных машин для проведения вычислений со скоростью, намного превышающей результат среднего человека, не существовало.
Рис. 1 Один из первых компьютеров, UNIVAC, заносят в помещение для монтажа.
Марк-1
Программируемое устройство «Марк-1» по праву считается первым в мире компьютером.
Вычислительная машина, разработанная в 1941 году группой из 5 инженеров (включая Говарда Эйкена), была предназначена для военных целей.
После окончания работ, проверки и наладки компьютера его передали ВВС США. Формальный запуск «Марк-1» в работу состоялся в августе 1944 года.
Основная часть ЭВМ, общая стоимость которой превысила 500 тысяч долларов, находилась внутри металлического корпуса и состояла из более чем 765 тыс. деталей.
Длина оборудования достигала 17 метров
, высота – 2,5 м, в результате чего под неё было выделено огромное помещение Гарвардского университета. Среди других параметров прибора:
- общая масса: более 4,5 тонн;
- длина электрокабелей внутри корпуса: до 800 км;
- длина вала, синхронизирующего вычислительные модули: 15 м;
- мощность электромотора, приводившего в действие компьютер: 5 кВт;
- скорость вычисления: сложение и вычитание – 0,33 с, деление – 15,3 с, умножение – 6 с.
«Марк-1» можно было назвать огромным и мощным арифмометром – именно этой версии придерживаются те, кто считает родоначальником компьютерных технологий модель ENIAC.
Однако, благодаря возможности выполнять заданные пользователем программы в автоматическом режиме (чего не могла делать, например, созданная немного раньше немецкая вычислительная машина Z3), именно «Марк-1» считают первым компьютером.
Работая с помощью перфоленты, машина не требовала вмешательства в работу человека.
Хотя из-за отсутствия поддержки условных переходов каждая программа была записана на длинном и закольцованном ленточном рулоне.
После того как мощности устройства стало недостаточно для выполнения новых задач, которые ставили перед разработчиками заказчики, один из авторов компьютера, Говард Эйкен, продолжил работу над новыми моделями.
Так, в 1947 году была создана вторая версия, «Марк-2», а в 1949 году – «Марк-3».
Последний вариант под названием Mark IV был выпущен в 1952 году и тоже использовался американскими военными.
Рис. 2 Первый компьютер Mark-1.
Читайте также:
ENIAC
Вычислительная машина «ЭНИАК» предназначалась для выполнения примерно тех же задач, что и «Марк-1».
Однако результатом разработки стал по-настоящему многозадачный компьютер.
Первый запуск устройства состоялся практически в конце 1945 года, поэтому использовать его для военных целей во Второй мировой войне было уже поздно.
И сложнейшая в то время вычислительная машина, работавшая, по мнению современников, «со скоростью мысли», участвовала в других проектах.
Одним из них было моделирование взрыва водородной бомбы.
Конструкция гигантской ЭВМ, одним из авторов которой были известные инженеры-электронщики Джон Эккерт и Джон Мосли, включала в себя больше 17 тысяч лам.
Частота работы этих элементов достигала 100 тыс. импульсов каждую секунду.
Для того чтобы повысить надёжность такого количества приборов разработчики применили метод, предназначенный для работы музыкальных электроорганов.
После этого аварийность снизилась в несколько раз, и из 17 тыс. ламп за неделю перегорало не больше двух.
Кроме того, была разработана система контроля безопасности оборудования, включавшая проверку каждой из 100 тыс. мелких деталей.
Параметры компьютера:
- общее время разработки: 200 тысяч человеко-часов;
- цена проекта: $487 тысяч;
- масса: около 27 тонн;
- мощность: 174 кВт;
- память: 20 буквенно-численных комбинаций;
- скорость работы: сложение – 5 тыс. операций в сек, умножение – 357 операций в сек.
Для ввода и вывода данных на ENIAC применялся табулятор со скоростью 125 и 100 карт в минуту, соответственно.
За время проведения испытаний ЭВМ обработало больше 1 млн. перфокарт.
А единственным серьёзным даже для своего времени недостатком машины, в сотни раз ускорившей процесс вычисления по сравнению с предшественником, были размеры – почти в 2 раза больше, чем у «Марк-1».
Рис. 3 Второй в мире компьютер «ЭНИАК».
EDVAC
Усовершенствованная ЭВМ EDVAC (тоже созданная Эккертом и Мосли) могла проводить расчёты уже не только на основе перфокарт, но и с помощью содержащейся в памяти программы.
Такая возможность появилась в результате применения ртутных трубок, запоминающих информацию, и двоичной системы, существенно упростившей вычислении и количество ламп.
Результатом работы группы американских учёных стал компьютер с памятью около 5,5 Кбайт, состоящий из таких элементов:
- устройства для чтения и записи информации с магнитной ленты;
- осциллографа для контроля работы ЭВМ;
- устройства, принимающего сигналы от управляющих элементов и передающего их вычислительным модулям;
- таймера;
- устройств для проведения вычислений и запоминания информации;
- временных регистров (в современной терминологии – «буферов обмена»), хранящих по одному слову.
Компьютер, занимающий площадь в 45,5 кв. м., тратил около 0,000864 секунд на сложение и вычитание и 0,0029 с на умножение и деление.
Его масса достигала всего 7,85 тонны – намного меньше по сравнению с ENIAC. Мощность прибора – всего 50 кВт, а количество диодных ламп составляло всего 3,5 тысячи штук.
Рис. 4 Компьютер «Эдвак».
Вам это может быть интересно:
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.
Как всё начиналось?
История первого компьютера возникает в начале 20 века. Первое поколение компьютеров так и не смогло найти практического применения, хотя и стали одним из этапов технического прогресса. Они несомненно способствовали появлению первой официально запатентованной ЭВМ, которая появилась лишь в конце второй мировой войны и получила первое имя компьютера ENIAC.
В каком году выпустили первый компьютер – ответ известный каждому. В 1943 году началась активная разработка первой вычислительной машины, которая велась вплоть до 1945 г. Проект был создан в Пенсильванском университете армии США учёными Д.П. Эккерт и Д.У. Мокли. В основу были заложены расчеты баллистических таблиц стрельбы особенно важных в период проведения военных действий. До того, как появился самый первый компьютер подобные расчеты проводились вручную и занимали довольно много времени. Работа над одной такой таблицей занимала около 4 лет. Поэтому для решения такой непростой задачи требовалось мощное устройство.
1956-1980 годы: системы обработки данных 2-5 поколений
Программа 101.
За эти годы были разработаны языки программирования более высокого уровня, а также принципы виртуальной памяти, появились первые совместимые компьютеры, базы данных и многопроцессорные системы. Первый в мире свободно программируемый настольный компьютер был создан Оливетти. В 1965 году для покупки стала доступна электронная машина Program 101 за 3200 долларов.
