Самый первый в мире компьютер: характеристики, история создания и малоизвестные факты

Гаражи, любительская электроника и компьютерная революция. Как появился и почему стал популярным первый массовый ПК

Считается, что первый массовый персональный компьютер — IBM PC 5150 — появился 40 лет назад, 12 августа 1981 года. Это так, но не совсем. «Секрет фирмы» разобрался, почему тогда именно эта модель считается первым ПК для массового пользователя, кто стал «отцом персональных компьютеров» и ментором Билла Гейтса и как гаджеты для бизнеса и науки проникли практически в каждый дом.

Ассистент одной из американских лабораторий физики Джон Бланкенбейкер ненавидел рутинные математические расчёты, отнимающие много времени. Однажды ему пришла в голову идея: а что если вместо человека трудоёмкие расчёты будет производить машина? Бланкенбейкер слышал о существовании компьютеров. В начале 70-х это были огромные вычислительные машины. Они занимали несколько комнат и состояли из десятков тысяч деталей. Бланкенбейкер подумал, что было бы неплохо создать максимально компактный компьютер.

Так в 1971 роду появился Kenbak I. По сути это и был первый персональный компьютер. Бланкенбейкер хотел потратить на его создание не больше $150 (в итоге вышло чуть дороже), тогда как самый дешёвый компьютер в те времена стоил несколько тысяч долларов.

Самую примитивную модель HP 3000 продали в 1972 году за $95 000. В пересчёте на современные деньги это более полумиллиона долларов.

Создатель Kenbak I экономил на всём. Так, он отказался от устройств ввода и вывода данных. Вместо этого Бланкенбейкер придумал вот что: на панели Kenbak I изобретатель установил несколько кнопок, с их помощью можно было вводить машинный код. А для вывода информации использовались загорающиеся и гаснущие лампочки.

Kenbak I был способен производить несколько сотен операций в секунду, но при этом не был похож на компьютеры того времени. Внешне он напоминает старый радиоприёмник, у него нет экрана и клавиатуры. Название для своего компьютера Бланкенбейкер выбрал не случайно. Он подумал, что неплохо бы выбрать слово, созвучное его фамилии.

Жена Бланкенбейкера заметила, что Kenbak I звучит слишком сложно для покупателей, но Джон отмахнулся. В истории уже были случаи, когда продукты со сложными и совсем не звучными названия становились популярными. К примеру, Kodak: создатель этой камеры Джордж Истмен любил шарады и решил назвать свой продукт неологизмом.

Бланкенбейкер решил продавать своё изобретение за $750. В пересчёте на сегодняшние деньги это около $4500. Kenbak I стал важной вехой в развитии персональных компьютеров, но революцию на рынке не произвёл. Бланкенбейкер продал только 40 устройств. Сегодня Kenbak I — объект охоты коллекционеров, а на аукционах за него готовы заплатить более $460 000.

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:

Первый компьютер был создан в ссср

Расширенная версия

Раньше люди делали все свои вычисления только при помощи своих природных данных и подручных средств. Например, узелковый способ счета. Придумали его древние индейцы племени Мая примерно в VIII- VII веках до нашей эры. Это связка нитей, на которых завязывали узелки для подсчетов.

Или, к примеру, абак. Это счетная доска, применявшаяся для арифметических вычислений приблизительно с V века до нашей эры в Древней Греции и Древнем Риме. Таким образом, люди пытались облегчить себе работу с вычислениями.

Если взять более позднюю историю, то мы можем заметить, что способы вычислений начали постепенно упрощаться, а машины для вычислений соответственно усложняться. Из абака, которым пользовались греки и римляне, славяне в XV – XVI веках нашей эры придумали счеты. Это самый долго живущий вычислитель, наверное и сейчас счеты есть у кого-то дома. Это костяшки нанизанные на стержни. На первом стержне костяшки имеют достоинство единиц на втором десятков и т.д.

Но заглянем в более позднюю историю, когда появились первые машины для вычислений. В 1642 году Белз Паскаль придумал свою машину для вычислений. Называлась она «Паскалина». Несмотря на то, что умела она только складывать и вычитать. Паскаль сумел продать около дюжины таких машин. Это была первая попытка механизировать вычисления.

Затем сделали логарифмическую линейку — первое устройство, сделавшее вычисления быстрыми и получившее широкое распространение. Принцип действия логарифмической линейки основан на том, что умножение и деление чисел заменяется соответственно сложением и вычитанием их логарифмов. Первый вариант линейки разработал английский математик-любитель Уильям Отред в 1622 году.

В 1673 году Готфрид Лейбниц создал первую в мире машину, которая могла складывать, вычитать, умножать и делить числа. Это был прототип арифмометра, который использовался в Х IX веке.

В 1822 году Чарльз Бэбидж изобрел разносную машину – это первая попытка создать программируемое вычислительное устройство. Программы для нее написала Ада Лавлейс.

ЭВМ — это аббревиатура расшифровывается как электронная вычислительная машина.Первая ЭВМ была создана в США в 1946 году. В группу разработчиков входил Джон фон Нейман. Именно он сформулировал основные принципы работы ЭВМ. В то время над проектами ЭВМ работали также в Великобритании, и СССР. В СССР и континентальной Европе ЭВМ появилась благодаря ученому академику Сергею Алексеевичу Лебедеву. Именно под его руководством в 1951 году создали первую отечественную ЭВМ. Программы для нее написала Екатерина Логвиновна Ющенко. Большой вклад в развитие ЭВМ сделал Виктор Михайлович Глушков. Он создавал множество заводов, на которых изготовлялись ЭВМ. Вел множество разработок, в частности: дистанционное компьютерное управление конвертерным цехом металлургического завода и химическим производством, оптимальный раскрой стальных листов на судостроительных верфях, автоматизированное управление целыми промышленными предприятиями. В.М. Глушкову принадлежит идея однократного ввода данных в систему. На этой идее основан метод безбумажной технологии.

1. Первое поколение (1946-1957). Машины создавались на основе вакуумных электронных ламп; управлять ими можно было с пульта и с помощью перфокарт (картонных карточек с отверстиями, которые кодировали биты данных). Параметры первой такой машины: общая масса – 30 т, количество электронных ламп – 18 тысяч, потребляемая мощность – 150 кВт (такой мощности было достаточно для поддержки небольшого завода).

2. Второе поколение (1958-1963). Вычислительные машины этого типа появились в 1960-х годах. Их элементы были построены на основе полупроводниковых транзисторов. Данные и программы в машины вводили с помощью перфокарт и перфолент (бумажных лент с отверстиями).

3. Третье поколение (1964-1970). Электронно-вычислительные машины этого поколения изготавливали с использованием интегральных схем. Это устройства, состоящие из десятков или тысяч электронных элементов, которые расположены на маленькой (1х1 см) пластине. Управляли работой таких машин с помощью алфавитно-цифровых терминалов. Данные и программы вводили с терминала либо с использованием перфокарт и перфолент.

4. Четвертое поколение (с 1971). Машины создаются на основе больших интегральных схем (плотность электронных элементов – десятки тысяч на кубический сантиметр). Связь с пользователем осуществляется с помощью цветного графического монитора. Самые яркие представители этого поколения ЭВМ – персональные компьютеры (ПК). Один из первых серийных ПК был создан6 в 1981 году компанией IB М РС.

5. Пятое поколение (сейчас и в будущем). ЭВМ этого поколения создаются на основе сверхбольших интегральных схем, которые характеризуются огромной плотностью размещения элементов на кристале.

Механизм Лео да Винчи 4

Следующий шаг сделал всем знакомый Лео да Винчи. В своих дневниках он описал 13-разрядное устройство с десятью кольцами для суммирования. Аналогичный механизм был разработан позднее, лишь в XX-веке по чертежам Лео.

Тюбингенский профессор Вильгельм Шиккард создал вычислительное устройство с зубчатыми шестеренками, названное — считающие часы. Они позволяли делать сложения и вычитание шестирязрадных 10-ных чисел. Еще механизм делал умножение.

История компьютера

Первый прототип компьютера появился еще 1623 году. Именно тогда немецкий ученый Шиккард создал аппарат, который мог выполнять сложение и вычитание. Чуть позже француз Блез Паскаль изобрел такой же аппарат, но с возможностью делать еще умножение и деление. Основой такого арифмометра было зубчатое колесо.Спустя два столетия, в 1832 году английский математик Чарльз Бэббидж придумал аппарат, который свои исчисления выводил на негативную пластинку для фотопечати. В 1834 году он изобрел машину, которая управляла ткацким станком. Специальная бумажная лента с дырками задавала алгоритм смены узора ткани.

Американский ученый Герман Холлерит в 1890 году изобрел машину, которая работала с таблицами (прототип Exel). В том же году ее использовали при переписи населения в США.

Впервые двоичную систему исчисления воплотил в работе машины немец Конрад Цузе. Это случилось в 1938 году.

Настоящий прорыв в создании компьютера случился вначале 50-х. В США создали первую электронно-вычислительную машину (ЭВМ). Она уже имела собственную память и могла запомнить 1024 слова. Но ее минусом был размер: машина занимала 200 квадратных метров и весила 30 тонн. Уменьшить машину удалось в следующем десятилетии – тогда большие лампы заменили на маленькие транзисторы. В то же время были созданы первые языки программирования.

Следующим переломным этапом в истории ЭВМ стало изобретение компанией Intel микропроцессора. Сперва, он мог выполнять лишь четыре математических действия, поэтому использовался только в калькуляторах. Чуть позже компания усовершенствовала микропроцессор, его уже можно было применять при создании ЭВМ. Именно микропроцессор компании Intel был использован молодым Биллом Гейтсом при создании его программы на языке программирования Basic.

Не менее важным стало создание микропроцессора, благодаря которому ЭВМ мог выполнять сразу несколько программ. Это случилось в 1985 году, а в 1993 году появились микропроцессоры Intel Pentium. Создание процессора Pentium Pro позволило выпускать не только большие и дорогие ЭВМ, но и дешевые ПК для массового потребителя.

Первые ЭВМ в СССР появились в начале 80-х. Первым серийным компьютером стала «Электроника БК-0010». Было также создано много других электронно-вычислительных машин, но из-за конкуренции с Запада отечественные компьютеры не смогли найти своего места на рынке.

Конструкции компьютеров могут быть отнесены к трем основным этапам, которые называют поколениями. Компьютеры первого поколения были большими машинами, построенными на лампах. Более надежные и малогабаритные компьютеры на транзисторах считаются машинами второго поколения. Наконец, современные компьютеры на кремниевых микросхемах – это машины третьего поколения. Вот некоторые основные даты истории развития компьютера.

1945 г. Построена первая полностью электронная вычислительная машина ENIAC. Это сокращение с английского означает: «электронный цифровой интегратор и калькулятор». Первая машина была больше похожа на калькулятор, чем на современный компьютер, поскольку не могла запомнить данные и программы.

1947 г. Изобретен новый электронный компонент – транзистор. Их впервые начали использовать в компьютерах с 1953 года.

1948 г. Машина «Марк-1» Манчестерского университета была первым настоящим компьютером (т.е. могла запоминать программы).

1958 г. Разработана первая интегральная схема.

1960 г. Выпущены первые микросхемы – интегральные схемы на кремниевых кристаллах.

1975 г. Продан первый маленький бытовой компьютер «Альтаир».

1980 г. В Японии изготовлен первый карманный компьютер «Шарп-РС 1211».

1981 г. Фирма IBM выпустила малогабаритный, но мощный настольный микрокомпьютер ПК.

Сегодня мы не можем представить свою жизнь без компьютера. Современные компьютеры применяются для самых разных задач – от сочинения музыки и рисования до управления самолетами.

Первая советская модель

К середине ХХ века СССР был измождён Второй мировой войной, но отставать от Запада он не хотел. Советскими учёными и инженерами велись работы над отечественной ЭВМ. За 5 послевоенных лет удалось разработать и запустить устройство с названием «Малая электронная счётная машина» (МЭСМ). Аппарат уместился на площади 60 м². Он состоял из 6 тыс. ламп и потреблял мощность 25 кВт. Фото первого компьютера СССР удивило Западную Европу, так как таких машин там ещё не было.

Рис. 7 Малая электронная счётная машина» (МЭСМ)

МЭСМ выполняла около 3 тыс. вычислительных операций в секунду. Изначально советская ЭВМ поступила в распоряжение учёных для исчисления сложных задач. Через пару лет МЭСМ перевели в статус учебного пособия. А в 1959 году машину демонтировали. Дело в том, что уже в 1952 году советские учёные выпустили более совершенную модель компьютера — Большая электронная счетная машина (БЭСМ). В новой версии увеличили количество ламп до 12 тыс. Как следствие, выросло число операций, до 10 тыс. за 1 секунду.