История развития вычислительной техники

История развития вычислительной техники уходит своими корнями далеко в прошлое. Еще в XIV в. Леонардо да Винчи разработал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства. Действующий образец построил в 1642 г. знаменитый французский физик, математик и инженер Блез Паскаль. Его 8-разрядная машина сохранилась до наших дней.

Только через 250 лет был изобретен арифмометр, способный выполнять четыре арифметических действия. Образцы этого вычислительного устройства были в продаже вплоть до 70-х годов прошлого века.

В 1822 г. английский математик и инженер Чарльз Бэббидж спроектировал машину, названную впоследствии аналитической. Принципы, заложенные в этой машине, стали фундаментальными для вычислительной техники.

Автоматическое выполнение операций. Для выполнения расчетов большого объема существенным является то, чтобы между операциями не было перерывов, требующих непосредственного человеческого вмешательства. Большинство современных калькуляторов не удовлетворяют этому требованию, хотя каждое доступное действие выполняют очень быстро.

Работа по вводимой на ходу программе. Для предварительной записи программы Бэббидж предложил использовать перфокарты, использовавшиеся в то время для управления ткацкими станками.

Необходимость специального устройства – памяти для хранения данных.

Эти революционные идеи невозможно было реализовать на существовавшей в то время элементной базе.

Первое автоматически действующее вычислительное устройство появилось в XX в. Работы над вычислительной машиной на основе электромеханических реле велись в 30-е годы прошлого века. Итогом этой работы стал запуск в 1944 г. вычислительной машины “Марк-1” изготовленной на американской фирме IBM под руководством математика и физика Говарда Айкена. Одной из самых мощных релейных машин была построена в СССР в начале 50-х годов под руководством Н.И. Бессонова. РВМ-1 выполняла до 20 умножений в секунду с двоичными числами.

Вычислительные машины на электромеханических реле были достаточно быстро вытеснены устройствами на электронных лампах.

Первой действующей ЭВМ, использующей в качестве элементной базы электронные лампы стал ENIAC – “электронно-числовой интегратор и вычислитель” (1945 – 1946 гг.). Руководил его разработкой Джон Моучли и Преспер Эккерт.

В это же время, в Великобритании, под руководством математика Алана Тьюринга велись работы по созданию ЭВМ и в 1944 г.была запущена машина “Колосс”.

Несмотря на свою работоспособность у этих ЭВМ отсутствовала хранимая в памяти программа.

Первая ЭВМ с хранимой в памяти программой – EDIAC была построена в Великобритании в 1949 г.

В нашей стране первой ЭВМ была МЭСМ – малая электронно-счетная машина, разработанная в 1951 г. под руководством С.А. Лебедева. Одной из лучших в мире была модель БЭСМ-6 – большая электронно-счетная машина созданная в середине 60-х годов прошлого века и долгое время являвшейся базовой машиной в обороне, космических и научно-технических исследованиях в СССР. Кроме машин серии БЭСМ выпускались и другие ЭВМ “Минск”, “Урал”, М-20, “Мир” и другие, созданные под руководством И.С.Брука, М.А.Карцева, Б.И.Рамеева, В.М.Глушакова, Ю.А.Базилевского и др. конструкторов и теоретиков информатики.

Дальнейшую историю развития ЭВМ принято излагать в виде последовательности четырех поколений. Подразделение ЭВМ выполняют по использованной в их конструкции элементной базе.

1. Электронные лампы;

2. Транзисторы;

3. Интегральные схемы;

4. Микропроцессоры.

Смена поколения ЭВМ происходила в тесной связи с развитием промышленности и очередным значительным изобретением и достижением научно-технического прогресса.

ЭВМ первых поколения представляли собой десятки стоек и шкафов располагавшихся на площади в сотни квадратных метров. Десятки кондиционеров обеспечивали охлаждение помещения. Несколько десятков инженеров программистов и обслуживающий персонал ежечасно следил за состоянием часто выходящих из строя узлов, перегорающих ламп и вместе с тем невиданные возможности для решения задач моделирования. Быстродействие таких машин составляла около 1000 операций в секунду.

Переход к полупроводниковой элементной базе резко изменил вид машинного зала. Более стабильный температурный режим, меньший гул и возросшая надежность, а самое главное – резкое увеличение производительности до 1000000 операций в секунду. Преобладала пакетная обработка данных, но добавился и более выгодный и удобных удаленный доступ.

Третье поколение ЭВМ разрабатывалось на базе интегральных схем - миниатюрных прототипах транзисторных печатных плат. Уменьшение габаритов и стоимости ЭВМ позволило расширить круг пользователей. К ЭВМ третьего поколения относятся IBM 360/370, СМ, ЕС и “Электроника”.

Четвертое поколение вычислительной техники началось с создания микропроцессора. В 1971 г. компанией Intel (США) было создано устройство, реализующее на одном микроскопическом кристалле функции процессора. Это привело к появлению персональных компьютеров – небольших и относительно недорогих ЭВМ доступных для широкого круга пользователей.