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.
Создание МЭСМ — первые успехи
По рассказам участников создания первого ЭВМ, им приходилось работать над проэктом без сна и отдыха практически 24 часа в сутки. И уже к концу 1949 года определились с принципиальной схемой блоков компьютера. Не смотря на те трудности с которыми постоянно сталкивалась группа ученных, к концу 1950 года МЭСМ была создана.
После отладки всех компонентов советского компьютера в 1951, МЭСМ была принята в эксплуатацию комиссией АН СССР. В 1952 году компьютеры МЭСМ были запущены в масштабное производство, на них решались самые важные научные и технические задачи в области термоядерных процессов, космических полетов, ракетной техники, сверхзвуковой авиации и многих других областях. Созданный советскими учеными компьютер в 1952-1953 годах был самым быстродействующим и практически единственным в Европе регулярно эксплуатируемым ЭВМ.
Пионер вычислительной техники: Сергей Лебедев
Основоположник развития вычислительной техники в Советском Союзе.
Сергей Алексеевич разработал БЭСМ — 1 (Большая ЭСМ) в 1952 году. Эта машина была самой производительной в тогдашней Европе.
Через семь лет (в 1959 году) он создал БЭСМ — 2, которая помогла в изучении космоса и дала возможность начать разработки ядерного оружия.
В том же году мир увидела машина М — 20, которая помогла развить множество отраслей отечественной науки.
ЭВМ М-20 была признана самой производительной и надежной
Почти через 10 лет (в 1967 году) С. А. Лебедев организовал запуск БЭСМ — 6. Эта машина стала лучшей среди лучших. Именно эта разработка стала самой быстродействующей в целом мире.
Изобретатель, владелец многих патентов, кандидат технических наук, профессор Санкт-Петербургского технического университета.
Затем, он начал создавать ЭВМ “Эльбрус”, но по состоянию здоровья он был вынужден делать это дома. Его разработки помогли опередить весь мир в сфере ЭВМ на десятилетие вперед.
Сергей Алексеевич был заслужено награжден большим количеством премий:
Сталинская премия (1950 год), Ленинская премия (1966 год), Государственная премия СССР (1969 год) и многие другие.
Первый советский компьютер
В СССР не желали отставать от Запада и вели свои разработки по созданию ЭВМ. Результатом усилий советских ученых стала «Малая электронная счетная машина» (МЭСМ). Ее первый запуск состоялся в 1950 году. В МЭСМ использовались 6 тысяч ламп, она занимала площадь в 60 кв. м и требовала для работы мощности до 25 кВт.
МЭСМ
Устройство могло выполнять до 3 тысяч операций в секунду. МЭСМ применялась для сложных научных вычислений, затем ее использовали как учебное пособие, а в 1959 году машину разобрали.
В 1952 году у МЭСМ появилась старшая сестра — «Большая электронная счетная машина» (БЭСМ). Количество электронных ламп в ней возросло до 5 тысяч, выросло и количество операций в секунду — от 8 до 10 тысяч.
БЭСМ
Микро-80
Покупать все комплектующие нужно было по отдельности и паять самостоятельно.
Первый любительский компьютер, который появился за два года до выхода «Электроники». Он был создан радиолюбителями из «МИЭМ» (Московского института электроники и математики) абсолютно случайно. История такая:
В институт по ошибке приходит посылка от НПО «Кристалл», на коробке которой написаны цифры 8080. Подкованные ребята сразу просекли, что внутри лежит аналог чипа Intel 8080. И там действительно лежал советский аналог интеловского процессора с сумасшедшим названием «К580ИК80А».
«Микро-80» не превратился в массовый продукт — это была история для энтузиастов, какими и были его создатели. Ребята из МИЭМ в 1983 году в журнале «Радио» опубликовали схему и инструкцию по его сборке.
Идея того, что любой технически подкованный человек может собрать у себя дома целый компьютер потрясла Советский Союз. «Микро-80» был хитом у радиолюбителей.
С «Радио 86РК» уже мог справиться практически любой.
Естественно, нашлись и те, кому было сложно собрать конструкцию из более чем 200 микросхем. Но компьютер-то хотелось! Поэтому в редакцию журнала частенько стали поступать письма с просьбой сделать упрощённую схему.
В 1986 году это случилось, и создатели «Микро-80» поделились схемой по сборке более простого компьютера «Радио 86РК», содержащий всего 29 микросхем.
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.
Когда появился первый компьютер?
На протяжении всей истории существования человека он то и дело пытался совершенствовать мир вокруг, чтобы улучшить свою жизнь сделать ее проще и комфортнее. История создания компьютера – это прежде всего стремление человека изобрести устройство для решения задач, непосильных для человеческого разума. И как показывает практика, задача эта исполнена на «ура».
Если вы думаете, что компьютер появился несколько десятилетий назад, то глубоко заблуждаетесь, ведь его история насчитывает несколько столетий. Конечно же, первые предки современного ПК были очень примитивными и даже язык не поворачивается назвать их «компьютерами», но не пройдя всех этих этапов становления он, возможно, не стал таким чудом техники.
Итак, первым созданным компьютером в истории человечества считается машина для подсчетов Блеза Паскаля, возникшая в 1642 году. Это был первый примитивный калькулятор, который помогал изобретателю слагать и вычитать. Изобретение Паскаля считается нулевым этапом в разработке компьютеров и для своего времени это было прогрессивное устройство, ведь ранее никаких попыток механизировать вычисления не было.
Придуманный Паскалем «компьютер» назвали «Паскалина» и представлял он собой ящик с многочисленными шестернями. С помощью колесиков прибор позволял вводить числа от 0 до 9, а в верхней части корпуса, после ввода исходных данных, показывался результат.
Аппарат Паскаля – первый компьютер
Первый компьютер в мире когда же его создали
Многие ученые расходятся во мнениях, когда появился первый компьютер в мире. С одного из древнего греческого корабля, который пролежал на дне моря более 2000 лет было поднято механическое устройство, по своим деталям и задачам очень напоминающая ПК.
Но устройство было не доработано. Ясно одно, это было вычислительное механическое устройство, которое помогало считать. Вполне возможно, если бы греки доработали свое устройство, история могла бы пойти по-другому.
Похожее устройство сделал известный ученый Паскаль в 1645г. Он попытался облегчить арифметические вычисления своего отца, который много считал. Он был сборщик налогов. Его изобретение назвали колесо Паскаля. Этот прибор позволял вычислять суммы многих чисел без людей.
Однако, прототипом современного компьютера считается дешифровальная машины, насчитывавшая 1,5 тысяч ламп. Создал ее Макс Ньюмен. Она была создана в противовес немецкой «Энигма». Немцы считали, что расшифровать код «Энигмы» невозможно. Они просчитались.
Это был удачный проект Англичан, которые следили за немцами в 1943г. и с помощью этой машины расшифровывали практически все секретные коды немцев. Таким образом война была предрешена.
В это же время Американцы работали над первым ПК «Eniac». Его представили миру только в 1946 г. У него были гигантские размеры и весил он 28 тонн. «Eniac» расходовал энергии почти 140 кВт. Располагался он во всей комнате и охлаждался самолётным двигателем.
Направления развития компьютеров
Нейрокомпьютеры можно отнести к шестому поколению ЭВМ. Несмотря на то, что реальное применение нейросетей началось относительно недавно, нейрокомпьютингу как научному направлению пошел седьмой десяток лет, а первый нейрокомпьютер был построен в 1958 году. Разработчиком машины был Фрэнк Розенблатт, который подарил своему детищу имя Mark I.
Теория нейронных сетей впервые была обозначена в работе МакКаллока и Питтса в 1943 г.: любую арифметическую или логическую функцию можно реализовать с помощью простой нейронной сети. Интерес к нейрокомпьютингу снова вспыхнул в начале 80-х годов и был подогрет новыми работами с многослойным перцептроном и параллельными вычислениями.
Нейрокомпьютеры — это ПК, состоящих из множества работающих параллельно простых вычислительных элементов, которые называют нейронами. Нейроны образуют так называемые нейросети. Высокое быстродействие нейрокомпьютеров достигается именно за счет огромного количества нейронов. Нейрокомпьютеры построены по биологическим принципу: нервная система человека состоит из отдельных клеток — нейронов, количество которых в мозгу достигает 10 12 , при том, что время срабатывания нейрона — 3 мс. Каждый нейрон выполняет достаточно простые функции, но так как он связан в среднем с 1 — 10 тыс. других нейронов, такой коллектив успешно обеспечивает работу человеческого мозга.
Представитель VI-го поколения ЭВМ — Mark I
В оптоэлектронных компьютерах носителем информации является световой поток. Электрические сигналы преобразуются в оптические и обратно. Оптическое излучение в качестве носителя информации имеет ряд потенциальных преимуществ по сравнению с электрическими сигналами:
- Световые потоки, в отличие от электрических, могут пересекаться друг с другом;
- Световые потоки могут быть локализованы в поперечном направлении нанометровых размеров и передаваться по свободному пространству;
- Взаимодействие световых потоков с нелинейными средами распределено по всей среде, что дает новые степени свободы в организации связи и создания параллельных архитектур.
В настоящее время ведутся разработки по созданию компьютеров полностью состящих из оптических устройств обработки информации. Сегодня это направление является наиболее интересным.
Оптический компьютер имеет невиданную производительность и совсем другую, чем электронный компьютер, архитектуру: за 1 такт продолжительностью менее 1 наносекунды (это соответствует тактовой частоте более 1000 МГц) в оптическом компьютере возможна обработка массива данных около 1 мегабайта и больше. К настоящему времени уже созданы и оптимизированы отдельные составляющие оптических компьютеров.
Оптический компьютер размером с ноутбук может дать пользователю возможность разместить в нем едва ли не всю информацию о мире, при этом компьютер сможет решать задачи любой сложности.
Биологические компьютеры — это обычные ПК, только основанные на ДНК-вычислений. Реально показательных работ в этой области так мало, что говорить о существенных результатах не приходится.
Молекулярные компьютеры — это ПК, принцип действия которых основан на использовании изменении свойств молекул в процессе фотосинтеза. В процессе фотосинтеза молекула принимает различные состояния, так что ученым остается только присвоить определенные логические значения каждом состояния, то есть «0» или «1». Используя определенные молекулы, ученые определили, что их фотоцикл состоит всего из двух состояний, «переключать» которые можно изменяя кислотно-щелочной баланс среды. Последнее очень легко сделать с помощью электрического сигнала. Современные технологии уже позволяют создавать целые цепочки молекул, организованные подобным образом. Таким образом, очень даже возможно, что и молекулярные компьютеры ждут нас «не за горами».
История развития компьютеров еще не закончена, помимо совершенствования старых, идет и разработка совершенно новых технологий. Пример тому квантовые компьютеры — устройства, работающие на основе квантовой механики. Полномасштабный квантовый компьютер — гипотетическое устройство , возможность построения которого связана с серьезным развитием квантовой теории в области многих частиц и сложных экспериментов; эта работа лежит на передовом крае современной физики. Экспериментальные квантовые компьютеры уже существуют; элементы квантовых компьютеров могут применяться для повышения эффективности вычислений на уже существующей приборной базе.
