Istoria dezvoltării tehnologiei informatice
Dezvoltarea tehnologiei de calcul poate fi împărțită în următoarele perioade:
Ø Manual(secolul VI î.Hr. - secolul XVII d.Hr.)
Ø Mecanic(secolul al XVII-lea - mijlocul secolului XX)
Ø Electronic(mijlocul XX secolul - prezent)
Deși Prometeu în tragedia lui Eschil afirmă: „Gândește-te la ce le-am făcut muritorilor: le-am inventat numărul și i-am învățat cum să conecteze literele”, conceptul de număr a apărut cu mult înainte de apariția scrisului. Oamenii au învățat să numere de multe secole, transmițându-și și îmbogățindu-și experiența din generație în generație.
Numărarea, sau mai larg, calculele, pot fi efectuate sub diferite forme: există numărare orală, scrisă și instrumentală . Instrumentele de contabilitate instrumentală în momente diferite au avut capacități diferite și au fost numite diferit.
Etapa manuală (secolul VI î.Hr. - secolul XVII d.Hr.)
Apariția numărării în antichitate - „Acesta a fost începutul începuturilor...”
Vârsta estimată a ultimei generații a umanității este de 3-4 milioane de ani. În urmă cu atâția ani, un bărbat s-a ridicat și a luat un instrument pe care și l-a făcut el însuși. Cu toate acestea, capacitatea de a număra (adică capacitatea de a descompune conceptele de „mai mult” și „mai puțin” într-un anumit număr de unități) s-a dezvoltat la oameni mult mai târziu, și anume acum 40-50 de mii de ani (Paleoliticul târziu). Această etapă corespunde apariției omului modern (Cro-Magnon). Astfel, una dintre caracteristicile principale (dacă nu principala) care distinge omul Cro-Magnon de stadiul mai vechi al omului este prezența abilităților de numărare.
Nu este greu de ghicit că primul Dispozitivul de numărare al omului erau degetele lui.
Degetele au ieșit grozavecalculator. Cu ajutorul lor a fost posibil să numărați până la 5, iar dacă luați două mâini, atunci până la 10. Și în țările în care oamenii mergeau desculți, pe degete. a fost ușor de numărat până la 20. Atunci asta a fost practic suficient pentru majoritatea nevoile oamenilor. Degetele s-au dovedit a fi atât de strâns legate de ele numărare, că în greacă veche conceptul de „numărare” era exprimat prin cuvânt "cvintuplu". Și în rusă cuvântul „cinci” seamănă cu „pastin” - parte „încheietură” – folosită des și acum). Mâna, metacarpus, este un sinonim și de fapt baza numeralului „CINCI” în rândul multor popoare. De exemplu, limba malaeză „LIMA” înseamnă atât „mână”, cât și „cinci”. Cu toate acestea, există popoare cunoscute ale căror unități de numărare sunt Nu erau degetele, ci articulațiile lor. |
Învățând să numere pe degete pentruzece, oamenii au făcut următorul pas înainte și au început să numere în zeci. Și dacă unele triburi papuane nu puteau număra decât până la șase, altele puteau număra până la câteva zeci. Doar pentru asta a fost necesar invitați mai multe contoare deodată.
În multe limbi, cuvintele „doi” și „zece” sunt consoane. Poate că acest lucru se explică prin faptul că o dată cuvântul „zece” însemna „două mâini”. Și acum există triburi care spun„două mâini” în loc de „zece” și „brațe și picioare” în loc de „douăzeci”. Și în Anglia Primele zece numere sunt numite cu un nume comun - „degete”. Asta înseamnă că britanicii numarau odată pe degete.
Numărarea cu degetele a fost păstrată în unele locuri până astăzi, de exemplu, istoricul matematicii L. Karpinsky în cartea sa „Istoria aritmeticii” raportează că la cea mai mare bursă de cereale din lume din Chicago, oferte și cereri, precum și prețuri , sunt anunțate de brokeri pe degete fără un singur cuvânt.
Apoi a apărut numărarea cu pietre în mișcare, numărarea cu ajutorul mătăniilor... Aceasta a fost o descoperire semnificativă în abilitățile umane de numărare - începutul abstracției numerelor.
Computerul creat de ei a funcționat de o mie de ori mai rapid decât Mark-1. Dar s-a dovedit că de cele mai multe ori acest computer a fost inactiv, deoarece pentru a seta metoda de calcul (programul) în acest computer a fost necesar să se conecteze firele în modul necesar timp de câteva ore sau chiar câteva zile. Iar calculul în sine ar putea dura apoi doar câteva minute sau chiar secunde.
Pentru a simplifica și accelera procesul de setare a programelor, Mauchly și Eckert au început să proiecteze un nou computer care ar putea stoca un program în memoria sa. În 1945, celebrul matematician John von Neumann a fost adus la muncă și a pregătit un raport pe acest computer. Raportul a fost trimis multor oameni de știință și a devenit cunoscut pe scară largă deoarece în el von Neumann a formulat în mod clar și simplu principiile generale de funcționare a computerelor, adică a dispozitivelor de calcul universale. Și până în prezent, marea majoritate a calculatoarelor sunt fabricate în conformitate cu principiile pe care John von Neumann le-a subliniat în raportul său din 1945. Primul computer care a întruchipat principiile lui von Neumann a fost construit în 1949 de către cercetătorul englez Maurice Wilkes.
Dezvoltarea primei mașini electronice seriale UNIVAC (Universal Automatic Computer) a început în jurul anului 1947 de către Eckert și Mauchli, care au fondat compania ECKERT-MAUCHLI în decembrie același an. Primul model al mașinii (UNIVAC-1) a fost construit pentru Biroul de Recensământ al SUA și pus în funcțiune în primăvara anului 1951. Calculatorul sincron, secvenţial UNIVAC-1 a fost creat pe baza calculatoarelor ENIAC și EDVAC. Funcționa cu o frecvență de ceas de 2,25 MHz și conținea aproximativ 5000 de tuburi cu vid. Dispozitivul de stocare intern cu o capacitate de 1000 de numere zecimale pe 12 biți a fost implementat pe 100 de linii de întârziere de mercur.
La scurt timp după ce mașina UNIVAC-1 a fost pusă în funcțiune, dezvoltatorii săi au venit cu ideea programării automate. S-a rezumat la asigurarea faptului că mașina în sine poate pregăti secvența de comenzi necesară pentru a rezolva o anumită problemă.
Un factor limitativ puternic în munca designerilor de computere la începutul anilor 1950 a fost lipsa memoriei de mare viteză. Potrivit unuia dintre pionierii calculatoarelor, D. Eckert, „arhitectura unei mașini este determinată de memorie”. Cercetătorii și-au concentrat eforturile asupra proprietăților de memorie ale inelelor de ferită înșirate pe matrice de sârmă.
În 1951, J. Forrester a publicat un articol despre utilizarea nucleelor magnetice pentru stocarea informațiilor digitale. Aparatul Whirlwind-1 a fost primul care a folosit memoria cu miez magnetic. Constă din 2 cuburi 32 x 32 x 17 cu nuclee care asigurau stocarea a 2048 de cuvinte pentru numere binare pe 16 biți cu un bit de paritate.
Curând, IBM s-a implicat în dezvoltarea calculatoarelor electronice. În 1952, a lansat primul său computer electronic industrial, IBM 701, care era un computer paralel sincron care conținea 4.000 de tuburi vid și 12.000 de diode cu germaniu. O versiune îmbunătățită a mașinii IBM 704 s-a remarcat prin viteza sa mare, a folosit registre index și a reprezentat datele în formă de virgulă mobilă.
IBM 704
După computerul IBM 704, a fost lansat IBM 709, care, din punct de vedere arhitectural, era aproape de mașinile din a doua și a treia generație. În această mașină, adresarea indirectă a fost folosită pentru prima dată și au apărut pentru prima dată canalele I/O.
În 1956, IBM a dezvoltat capete magnetice plutitoare pe o pernă de aer. Invenția lor a făcut posibilă crearea unui nou tip de memorie - dispozitive de stocare pe disc (SD), a căror importanță a fost pe deplin apreciată în deceniile următoare ale dezvoltării tehnologiei computerelor. Primele dispozitive de stocare pe disc au apărut în mașinile IBM 305 și RAMAC. Acesta din urmă avea un pachet format din 50 de discuri metalice acoperite magnetic care se roteau cu o viteză de 12.000 rpm. Suprafața discului conținea 100 de piste pentru înregistrarea datelor, fiecare conținând 10.000 de caractere.
După primul computer de producție UNIVAC-1, Remington-Rand a lansat în 1952 computerul UNIVAC-1103, care a funcționat de 50 de ori mai rapid. Ulterior, întreruperile software au fost folosite pentru prima dată în computerul UNIVAC-1103.
Angajații Rernington-Rand au folosit o formă algebrică de algoritmi de scriere numită „Cod scurt” (primul interpret, creat în 1949 de John Mauchly). În plus, este necesar de remarcat ofițerul US Navy și șeful echipei de programare, apoi căpitanul (mai târziu singura femeie amiral din Marine) Grace Hopper, care a dezvoltat primul program compilator. Apropo, termenul „compilator” a fost introdus pentru prima dată de G. Hopper în 1951. Acest program de compilare a tradus în limbajul mașinii întregul program, scris într-o formă algebrică convenabilă pentru prelucrare. G. Hopper este, de asemenea, autorul termenului „bug” aplicat computerelor. Odată, un gândac (în engleză - bug) a zburat în laborator printr-o fereastră deschisă, care, stând pe contacte, le-a scurtcircuitat, provocând o defecțiune gravă în funcționarea mașinii. Gândacul ars a fost lipit de jurnalul administrativ, unde au fost înregistrate diverse defecțiuni. Așa a fost documentat primul bug din computere.
IBM a făcut primii pași în domeniul automatizării programării prin crearea „Fast Coding System” pentru mașina IBM 701 în 1953. În URSS, A. A. Lyapunov a propus unul dintre primele limbaje de programare. În 1957, un grup condus de D. Backus a finalizat lucrările la primul limbaj de programare de nivel înalt, care mai târziu a devenit popular, numit FORTRAN. Limbajul, implementat pentru prima dată pe computerul IBM 704, a contribuit la extinderea domeniului de aplicare a computerelor.
Alexei Andreevici Lyapunov
În Marea Britanie, în iulie 1951, la o conferință de la Universitatea din Manchester, M. Wilkes a prezentat un raport „Cea mai bună metodă pentru proiectarea unei mașini automate”, care a devenit o lucrare de pionierat privind fundamentele microprogramarii. Metoda propusă de el pentru proiectarea dispozitivelor de control și-a găsit o largă aplicație.
M. Wilkes și-a realizat ideea de microprogramare în 1957, când a creat mașina EDSAC-2. În 1951, M. Wilkes, împreună cu D. Wheeler și S. Gill, au scris primul manual de programare, „Composing Programs for Electronic Computing Machines”.
În 1956, Ferranti a lansat computerul Pegasus, care a implementat pentru prima dată conceptul de registre de uz general (GPR). Odată cu apariția RONului s-a eliminat distincția dintre registrele indici și acumulatori, iar programatorul avea la dispoziție nu unul, ci mai multe registre de acumulatori.
Apariția computerelor personale
Microprocesoarele au fost folosite pentru prima dată într-o varietate de dispozitive specializate, cum ar fi calculatoarele. Dar în 1974, mai multe companii au anunțat crearea unui computer personal bazat pe microprocesorul Intel-8008, adică un dispozitiv care îndeplinește aceleași funcții ca un computer mare, dar este conceput pentru un singur utilizator. La începutul anului 1975, a apărut primul computer personal distribuit comercial, Altair-8800, bazat pe microprocesorul Intel-8080. Acest computer s-a vândut cu aproximativ 500 de dolari Și, deși capabilitățile sale erau foarte limitate (RAM era de doar 256 de octeți, nu exista tastatură și ecran), aspectul său a fost întâmpinat cu mare entuziasm: câteva mii de seturi de mașină au fost vândute în primele luni. Cumpărătorii au furnizat acestui computer dispozitive suplimentare: un monitor pentru afișarea informațiilor, o tastatură, unități de extindere a memoriei etc. În curând aceste dispozitive au început să fie produse de alte companii. La sfârșitul anului 1975, Paul Allen și Bill Gates (viitorii fondatori ai Microsoft) au creat un interpret de limbaj de bază pentru computerul Altair, care a permis utilizatorilor să comunice ușor cu computerul și să scrie cu ușurință programe pentru acesta. Acest lucru a contribuit, de asemenea, la creșterea popularității computerelor personale.Succesul lui Altair-8800 a forțat multe companii să înceapă să producă computere personale. Calculatoarele personale au început să fie vândute complet echipate, cu tastatură și monitor, cererea pentru ele se ridica la zeci și apoi sute de mii de unități pe an. Au apărut mai multe reviste dedicate computerelor personale. Creșterea vânzărilor a fost mult facilitată de numeroase programe utile de importanță practică. Au apărut și programe distribuite comercial, de exemplu programul de editare de text WordStar și procesorul de foi de calcul VisiCalc (1978, respectiv 1979). Acestea și multe alte programe au făcut achiziția de calculatoare personale foarte profitabilă pentru afaceri: cu ajutorul lor, a devenit posibilă efectuarea de calcule contabile, întocmirea documentelor etc. Utilizarea computerelor mari în aceste scopuri era prea costisitoare.
La sfârșitul anilor 1970, răspândirea calculatoarelor personale a dus chiar la o scădere ușoară a cererii de calculatoare mari și minicalculatoare (minicalculatoare). Acest lucru a devenit o problemă serioasă de îngrijorare pentru IBM, compania lider în producția de calculatoare mari, iar în 1979 IBM a decis să încerce mâna pe piața computerelor personale. Cu toate acestea, conducerea companiei a subestimat importanța viitoare a acestei piețe și a văzut crearea unui computer personal ca doar un experiment minor - ceva ca unul dintre zecile de lucrări efectuate la companie pentru a crea echipamente noi. Pentru a nu cheltui prea mulți bani pe acest experiment, conducerea companiei a oferit unității responsabile de acest proiect o libertate fără precedent în companie. În special, i s-a permis să nu proiecteze un computer personal de la zero, ci să folosească blocuri realizate de alte companii. Și această unitate a profitat din plin de șansa dată.
Cel mai recent microprocesor pe 16 biți Intel-8088 a fost ales ca microprocesor principal al computerului. Utilizarea sa a făcut posibilă creșterea semnificativă a capacităților potențiale ale computerului, deoarece noul microprocesor permitea lucrul cu 1 megaoctet de memorie, iar toate computerele disponibile la acel moment erau limitate la 64 de kiloocteți.
În august 1981, un nou computer numit IBM PC a fost prezentat oficial publicului, iar la scurt timp după aceea a câștigat o mare popularitate în rândul utilizatorilor. Câțiva ani mai târziu, PC-ul IBM a ocupat o poziție de lider pe piață, înlocuind modelele de computere pe 8 biți.
PC IBM
Secretul popularității PC-ului IBM este că IBM nu și-a făcut computerul un singur dispozitiv dintr-o singură bucată și nu și-a protejat designul cu brevete. În schimb, ea a asamblat computerul din piese fabricate independent și nu a păstrat secrete specificațiile acelor părți și modul în care erau conectate. În schimb, principiile de proiectare ale PC-ului IBM erau disponibile pentru toată lumea. Această abordare, numită principiul arhitecturii deschise, a făcut din PC-ul IBM un succes uimitor, deși a împiedicat IBM să-și împărtășească beneficiile succesului său. Iată cum deschiderea arhitecturii IBM PC a influențat dezvoltarea computerelor personale.
Promisiunea și popularitatea PC-ului IBM au făcut ca producția de diferite componente și dispozitive suplimentare pentru PC-ul IBM să fie foarte atractivă. Concurența dintre producători a dus la componente și dispozitive mai ieftine. Foarte curând, multe companii au încetat să se mulțumească cu rolul de producători de componente pentru PC-ul IBM și au început să-și asambleze propriile computere compatibile cu PC-ul IBM. Deoarece aceste companii nu trebuiau să suporte costurile uriașe ale IBM pentru cercetare și menținerea structurii unei companii uriașe, au putut să-și vândă calculatoarele mult mai ieftine (uneori de 2-3 ori) decât calculatoarele IBM similare.
Calculatoarele compatibile cu PC-ul IBM au fost inițial numite disprețuitor „clone”, dar această poreclă nu a prins, deoarece mulți producători de computere compatibile cu PC-ul IBM au început să implementeze progrese tehnice mai rapid decât IBM însuși. Utilizatorii au putut să-și actualizeze computerele în mod independent și să le echipeze cu dispozitive suplimentare de la sute de producători diferiți.
Calculatoarele personale ale viitorului
Baza computerelor viitorului nu va fi tranzistoarele de siliciu, unde informația este transmisă de electroni, ci sistemele optice. Purtătorul de informații vor fi fotonii, deoarece sunt mai ușori și mai rapidi decât electronii. Ca urmare, computerul va deveni mai ieftin și mai compact. Dar cel mai important lucru este că calculul optoelectronic este mult mai rapid decât cel folosit în prezent, astfel încât computerul va fi mult mai puternic.PC-ul va avea dimensiuni mici și va avea puterea supercomputerelor moderne. PC-ul va deveni un depozit de informații care acoperă toate aspectele vieții noastre de zi cu zi, nu va fi legat de rețelele electrice. Acest PC va fi protejat de hoți datorită unui scaner biometric care își va recunoaște proprietarul după amprentă.
Principala modalitate de a comunica cu computerul va fi vocea. Computerul desktop se va transforma într-un „bar de bomboane” sau, mai degrabă, într-un ecran gigant de computer - un afișaj fotonic interactiv. Nu este nevoie de o tastatură, deoarece toate acțiunile pot fi efectuate prin atingerea unui deget. Dar pentru cei care preferă o tastatură, o tastatură virtuală poate fi creată pe ecran în orice moment și îndepărtată atunci când nu mai este necesară.
Calculatorul va deveni sistemul de operare al casei, iar casa va începe să răspundă nevoilor proprietarului, va cunoaște preferințele acestuia (pregă cafea la ora 7, redă muzica lui preferată, înregistrează emisiunea TV dorită, reglează temperatura și umiditate etc.)
Dimensiunea ecranului nu va juca niciun rol în computerele viitorului. Poate fi la fel de mare ca desktopul sau mic. Versiunile mai mari ale ecranelor de computer vor fi bazate pe cristale lichide excitate fotonic, care vor avea un consum de energie mult mai mic decât monitoarele LCD de astăzi. Culorile vor fi vibrante, iar imaginile vor fi precise (posibil afișaj cu plasmă). De fapt, conceptul de „rezoluție” de astăzi va fi foarte atrofiat.
Dezvoltarea rapidă a computerului digital (CT) și apariția unei științe despre principiile construcției și proiectării sale au început în anii 40 ai secolului XX, când electronica și microelectronica au devenit baza tehnică a CT și realizările în domeniul computerelor. a devenit baza pentru dezvoltarea arhitecturii computerelor (numite anterior computere).
Până în acest moment, timp de aproape 500 de ani, VT a fost redusă la cele mai simple dispozitive pentru efectuarea de operații aritmetice pe numere. Baza aproape a tuturor dispozitivelor inventate de-a lungul a 5 secole a fost o roată dințată concepută pentru a fixa 10 cifre ale sistemului numeric zecimal. Prima schiță din lume a unui dispozitiv de adăugare zecimală de treisprezece biți bazat pe astfel de roți îi aparține lui Leonardo da Vinci.
Primul dispozitiv de calcul digital mecanic implementat efectiv a fost „Pascalina” al marelui om de știință francez Blaise Pascal, care era un dispozitiv de 6 (sau 8) cifre, pe roți dințate, conceput pentru adunarea și scăderea numerelor zecimale (1642).
La 30 de ani după Pascalina, „instrumentul aritmetic” al lui Gottfried Wilhelm Leibniz a apărut în 1673 - un dispozitiv zecimal de douăsprezece cifre pentru efectuarea de operații aritmetice, inclusiv înmulțirea și împărțirea.
La sfârșitul secolului al XVIII-lea, în Franța au avut loc două evenimente care au avut o importanță fundamentală pentru dezvoltarea ulterioară a tehnologiei de calcul digital. Astfel de evenimente includ:
Invenția lui Joseph Jacquard a controlului programatic al unei mașini de țesut folosind cărți perforate;
dezvoltarea de către Gaspard de Prony a unei tehnologii de calcul care a împărțit calculele numerice în trei etape: dezvoltarea unei metode numerice, compilarea unui program pentru o succesiune de operații aritmetice, efectuarea calculelor efective prin operații aritmetice pe numere în conformitate cu cele compilate. program.
Aceste inovații au fost utilizate ulterior de englezul Charles Babbage, care a făcut un pas calitativ nou în dezvoltarea mijloacelor VT - trecerea de la executarea manuală la cea automată a calculelor conform unui program compilat. A dezvoltat un proiect pentru motorul analitic - un computer digital universal mecanic cu control program (1830-1846). Mașina era formată din cinci dispozitive: aritmetică (AU); stocare (memorie); management (UU); intrare (UVV); ieșire (UW).
Aceste dispozitive au fost cele care au alcătuit primele computere care au apărut 100 de ani mai târziu. Unitatea de control a fost construită pe baza unor roți dințate și s-a propus implementarea unei memorie pe acestea (pentru mii de numere de 50 de biți). Cardurile perforate erau folosite pentru a introduce date și programe. Viteza estimată a calculelor este adunarea și scăderea în 1 secundă, înmulțirea și împărțirea în 1 minut. Pe lângă operațiile aritmetice, a existat o comandă de săritură condiționată.
Trebuie remarcat faptul că, deși au fost create componente individuale ale mașinii, întreaga mașină nu a putut fi creată din cauza volumului său. Ar fi nevoie doar de peste 50.000 de roți dințate. Inventatorul plănuia să folosească un motor cu abur pentru a-și alimenta motorul analitic.
În 1870 (cu un an înainte de moartea lui Babbage), matematicianul englez Jevons a proiectat prima „mașină logică” din lume, care a făcut posibilă mecanizarea celor mai simple concluzii logice.
Creatorii mașinilor logice în Rusia prerevoluționară au fost Pavel Dmitrievich Hrușciov (1849-1909) și Alexander Nikolaevich Shchukarev (1884-1936), care au lucrat în instituțiile de învățământ din Ucraina.
Ideea genială a lui Babbage a fost realizată de omul de știință american Howard Aiken, care a creat primul computer mecanic cu releu din Statele Unite în 1944. Blocurile sale principale - aritmetica și memoria - erau executate pe roți dințate. Dacă Babbage era cu mult înaintea timpului său, atunci Aiken, folosind aceleași angrenaje, a folosit din punct de vedere tehnic soluții învechite atunci când a implementat ideea lui Babbage.
De menționat că cu zece ani mai devreme, în 1934, studentul german Konrad Zuse, lucrând la proiectul său de absolvire, a decis să realizeze un computer digital cu control program. Această mașină a fost prima din lume care a folosit sistemul de numere binar. În 1937, mașina Z1 a făcut primele calcule. Era binar în virgulă mobilă pe 22 de biți, cu o memorie de 64 de numere și a funcționat pe o bază pur mecanică (pârghie).
În același 1937, când a început să funcționeze prima mașină binară mecanică Z1 din lume, John Atanasov (un bulgar de naștere care locuia în SUA) a început să dezvolte un computer specializat, folosind tuburi vidate (300 de tuburi) pentru prima dată în lume.
În 1942-43, computerul Colossus a fost creat în Anglia (cu participarea lui Alan Turing). Această mașină, constând din 2000 de tuburi vid, a fost destinată descifrei radiogramelor Wehrmacht-ului german. Întrucât lucrările lui Zuse și Turing erau secrete, puțini știau despre ele în acel moment și nu au provocat nicio rezonanță în lume.
Abia în 1946 au apărut informații despre calculatorul ENIAC (integrator digital și computer electronic), creat în SUA de D. Mauchly și P. Eckert, folosind tehnologia electronică. Mașina a folosit 18 mii de tuburi vidate și a efectuat aproximativ 3 mii de operații pe secundă. Cu toate acestea, mașina a rămas zecimală, iar memoria sa era de doar 20 de cuvinte. Programele au fost stocate în afara memoriei RAM.
Aproape simultan, în 1949-52. oameni de știință din Anglia, Uniunea Sovietică și SUA (Maurice Wilkes, computer EDSAC, 1949; Sergei Lebedev, computer MESM, 1951; Isaac Brook, computer M1, 1952; John Mauchly și Presper Eckert, John von Neumann computer „ADVAK”, 1952 ), a creat un computer cu un program stocat în memorie.
În general, există cinci generații CALCULATOR.
Prima generație (1945-1954 ) caracterizat prin apariția tehnologiei tubului electronic. Aceasta este epoca apariției tehnologiei informatice. Majoritatea mașinilor din prima generație erau dispozitive experimentale și au fost construite pentru a testa anumite principii teoretice. Greutatea și dimensiunea acestor computere erau de așa natură încât adesea necesitau clădiri separate.
Fondatorii informaticii sunt considerați pe bună dreptate Claude Shannon, creatorul teoriei informației, Alan Turing, un matematician care a dezvoltat teoria programelor și algoritmilor, și John von Neumann, autorul proiectării dispozitivelor de calcul, care încă stă la baza majoritatea calculatoarelor. În aceiași ani, a apărut o altă știință nouă legată de informatică - cibernetica - știința managementului ca unul dintre principalele procese informaționale. Fondatorul ciberneticii este matematicianul american Norbert Wiener.
În a doua generație (1955-1964) Tranzistoarele au fost folosite în locul tuburilor cu vid, iar nucleele magnetice și tobe magnetice - strămoși îndepărtați ai hard disk-urilor moderne - au fost folosite ca dispozitive de memorie. Toate acestea au făcut posibilă reducerea drastică a dimensiunii și costului computerelor, care apoi au început să fie construite pentru vânzare pentru prima dată.
Dar principalele realizări ale acestei epoci aparțin domeniului programelor. În a doua generație, a apărut pentru prima dată ceea ce se numește acum un sistem de operare. În același timp, au fost dezvoltate primele limbaje de nivel înalt - Fortran, Algol, Cobol. Aceste două îmbunătățiri importante au făcut scrierea programelor de calculator mult mai ușoară și mai rapidă.
În același timp, s-a extins și sfera aplicațiilor informatice. Acum nu mai erau doar oamenii de știință cei care puteau conta pe accesul la tehnologia informatică, deoarece calculatoarele erau folosite în planificare și management, iar unele firme mari au început chiar să-și computerizeze contabilitatea, anticipând acest proces cu douăzeci de ani.
ÎN a treia generație (1965-1974) Pentru prima dată, au început să fie utilizate circuite integrate - dispozitive și ansambluri întregi de zeci și sute de tranzistori, realizate pe un singur cristal semiconductor (microcircuite). În același timp, a apărut memoria semiconductoare, care este încă folosită în calculatoarele personale ca memorie operațională.
În acești ani, producția de calculatoare a căpătat o scară industrială. IBM a fost primul care a vândut o serie de calculatoare care erau pe deplin compatibile între ele, de la cele mai mici, de dimensiunea unui mic dulap (nu făcuseră niciodată ceva mai mic atunci), până la cele mai puternice și scumpe modele. Cea mai răspândită în acei ani a fost familia System/360 de la IBM, pe baza căreia a fost dezvoltată seria de calculatoare ES în URSS. La începutul anilor ’60, au apărut primele minicalculatoare – computere mici, cu putere redusă, accesibile firmelor sau laboratoarelor mici. Minicalculatoarele au reprezentat primul pas către calculatoarele personale, prototipurile cărora au fost lansate abia la mijlocul anilor '70.
Între timp, numărul de elemente și conexiuni dintre ele care se potrivesc într-un singur microcircuit creștea constant, iar în anii 70, circuitele integrate conțineau deja mii de tranzistori.
În 1971, Intel a lansat primul microprocesor, care era destinat calculatoarelor desktop care tocmai apăruseră. Această invenție a fost menită să creeze o adevărată revoluție în următorul deceniu. Microprocesorul este componenta principală a unui computer personal modern.
La începutul anilor 60-70 ai secolului XX (1969), a luat naștere prima rețea globală de calculatoare ARPA, prototipul internetului modern. În același 1969, au apărut simultan sistemul de operare Unix și limbajul de programare C, care au avut un impact uriaș asupra lumii software și își menține în continuare poziția de lider.
A patra generație (1975 – 1985) caracterizată prin tot mai puţine inovaţii fundamentale în informatică. Progresul este în principal pe calea dezvoltării a ceea ce a fost deja inventat și gândit, în primul rând prin creșterea puterii și miniaturizarea bazei elementului și a computerelor în sine.
Cea mai importantă inovație a celei de-a patra generații este apariția computerelor personale la începutul anilor 80. Datorită computerelor personale, tehnologia de calcul devine cu adevărat răspândită și accesibilă tuturor. În ciuda faptului că computerele personale și minicalculatoarele rămân încă în urma mașinilor mari în ceea ce privește puterea de calcul, cea mai mare parte a inovațiilor, cum ar fi interfețele grafice cu utilizatorul, noile dispozitive periferice și rețelele globale, sunt asociate cu apariția și dezvoltarea acestei tehnologii specifice.
Calculatoarele mari și supercalculatoarele, desigur, continuă să se dezvolte. Dar acum nu mai domină arena computerelor așa cum o făceau cândva.
Câteva caracteristici ale tehnologiei informatice de patru generații sunt prezentate în tabel. 1.1.
Tabelul 1.1
Generații de calculatoare
Generaţie | ||||
Element principal |
|
lampă |
tranzistor |
Circuit integrat |
Circuit integrat mare (microprocesor) Numărul de calculatoare |
în lume (bucăți) |
Zeci de mii |
||
Milioane |
Dimensiunile computerului |
Semnificativ mai puțin |
||
microcalculator |
Operații de performanță (condiționale)/sec |
Mai multe unități |
Câteva zeci |
Câteva mii |
Câteva zeci de mii |
Mediu de stocare Card, |
Bandă perforată |
Magnetic A cincea generație (din 1986 până în prezent)
este determinată în mare măsură de rezultatele lucrărilor Comitetului japonez pentru cercetare științifică în domeniul computerelor, publicate în 1981. Conform acestui proiect, calculatoarele și sistemele de calcul din a cincea generație, pe lângă performanța ridicată și fiabilitatea la un cost mai mic folosind cele mai noi tehnologii, trebuie să satisfacă următoarele cerințe funcționale calitativ noi:
asigurarea ușurinței în utilizare a computerelor prin implementarea sistemelor de intrare/ieșire a vocii, precum și procesarea interactivă a informațiilor folosind limbaje naturale;
oferă posibilitatea de învăţare, construcţii asociative şi concluzii logice;
simplificarea procesului de creare a software-ului prin automatizarea sintezei programelor conform specificaţiilor cerinţelor originale în limbaje naturale;
îmbunătățirea caracteristicilor de bază și a calităților de performanță ale tehnologiei informatice pentru a satisface diverse probleme sociale, îmbunătățirea raportului cost-beneficiu, a vitezei, ușurinței și compactității computerelor;
oferă o varietate de echipamente de calcul, adaptabilitate ridicată la aplicații și fiabilitate în funcționare.
În prezent, se lucrează intens pentru a crea computere optoelectronice cu paralelism masiv și o structură neuronală, care sunt o rețea distribuită de un număr mare (zeci de mii) de microprocesoare simple care modelează arhitectura sistemelor biologice neuronale.
Din cele mai vechi timpuri, oamenii au folosit diverse dispozitive pentru numărare. Primul astfel de „dispozitiv” au fost propriile noastre degete. O descriere completă a numărării degetelor a fost compilată în Europa medievală de călugărul irlandez Beda Venerabilul (secolul al VII-lea d.Hr.). Până în secolul al XVIII-lea au fost folosite diverse tehnici de numărare a degetelor.
Corzile înnodate au fost folosite ca instrumente de numărare.
Cel mai răspândit în antichitate a fost abacul, despre care informații se cunosc încă din secolul al V-lea î.Hr. Numerele din el erau reprezentate prin pietricele, dispuse pe coloane. În Roma antică, pietricelele erau desemnate prin cuvântul Calculus, de unde cuvintele care denotă numărare (în engleză calculate - count).
Abacul, folosit pe scară largă în Rus', este asemănător în principiu cu abacul.
Necesitatea folosirii diverselor aparate pentru numărare s-a explicat prin faptul că numărarea scrisă era dificilă. În primul rând, acest lucru s-a datorat sistemului complex de scriere a numerelor, în al doilea rând, puțini oameni știau să scrie și, în al treilea rând, mijloacele de scriere (pergament) erau foarte scumpe. Odată cu răspândirea cifrelor arabe și invenția hârtiei (secolele XII-XIII), numărătoarea scrisă a început să se dezvolte pe scară largă, iar abacul nu a mai fost necesar.
Primul dispozitiv care a mecanizat numărătoarea în sensul obișnuit pentru noi a fost mașina de calcul, construită în 1642 de omul de știință francez Blaise Pascal. Conținea un set de roți poziționate vertical cu numerele 0-9 imprimate pe ele. Dacă o astfel de roată a făcut o revoluție completă, s-a cuplat cu roata adiacentă și a transformat-o într-o diviziune, oferind transfer de la o categorie la alta. O astfel de mașină putea adăuga și scădea numere și era folosită în biroul tatălui lui Pascal pentru a calcula suma taxelor colectate.
Diverse proiecte și chiar imagini de lucru ale mașinilor de calcul mecanice au fost create înainte de mașina lui Pascal, dar mașina lui Pascal a devenit cunoscută pe scară largă. Pascal a obținut un brevet pentru mașina lui și a vândut câteva zeci de mostre; Nobilii și chiar regii erau interesați de mașina lui; de exemplu, una dintre mașini a fost prezentată Reginei Suedeze Christina.
În 1673 Filosoful și matematicianul german Gottfried Leibniz a creat un dispozitiv de calcul mecanic care nu numai că a adăugat și a scăzut, ci și a înmulțit și împărțit. Această mașină a devenit baza instrumentelor de calcul a masei - aritmometre. Producția de mașini de calcul mecanice a fost lansată în SUA în 1887, în Rusia în 1894. Dar aceste mașini erau manuale, adică necesitau participarea umană constantă. Nu au automatizat, ci doar mecanizat numărătoarea.
De mare importanță în istoria computerului sunt încercările de a „forța” dispozitivele tehnice să efectueze orice acțiuni fără intervenția umană, în mod automat.
Astfel de mașini automate mecanice, construite pe baza mecanismelor de ceas, au primit o mare dezvoltare în secolele al XVII-lea și al XVIII-lea. Deosebit de faimoase au fost automatele mecanismului francez al lui Jacques de Vaucanson, printre care se număra un flautist de jucărie care arăta ca o persoană obișnuită. Dar acestea erau doar jucării.
Introducerea automatizării în producția industrială este asociată cu numele inginerului francez Jacquard, care a inventat un dispozitiv de control al mașinii de țesut bazat pe cărți perforate — cartonuri cu găuri. Perforând găuri pe cărți perforate în moduri diferite, a fost posibil să se producă țesături cu diferite țesături de fire pe mașini.
Părintele tehnologiei informatice este considerat a fi omul de știință englez din secolul al XIX-lea Charles Babbage, care a încercat pentru prima dată să construiască o mașină de calcul care să funcționeze conform unui program. Mașina a fost menită să ajute Departamentul Maritim Britanic în alcătuirea tabelelor nautice. Babbage credea că o mașină ar trebui să aibă un dispozitiv în care să fie stocate numerele destinate calculelor („memorie”). În același timp, ar trebui să existe comenzi despre ce să faci cu aceste numere („principiul programului stocat”). Pentru a efectua operații pe numere, mașina trebuie să aibă un dispozitiv special, pe care Babbage l-a numit „moara”, iar în computerele moderne corespunde unui ALU. Numerele trebuiau introduse manual în aparat și trimise către un dispozitiv de imprimare („dispozitive de intrare/ieșire”). Și, în sfârșit, trebuia să existe un dispozitiv care să controleze funcționarea întregii mașini („CU”). Mașina lui Babbage era mecanică și lucra cu numere reprezentate în sistemul zecimal.
Ideile științifice ale lui Babbage au captivat-o pe fiica celebrului poet englez George Byron, Lady Ada Lovelace. Ea a compilat programe pe care mașina le-ar putea folosi pentru a efectua calcule matematice complexe. Multe dintre conceptele introduse de Ada Lovelace în descrierea acelor prime programe din lume, în special conceptul de „buclă”, sunt utilizate pe scară largă de programatorii moderni.
Următorul pas important spre automatizarea calculelor a fost făcut la aproximativ 20 de ani de la moartea lui Babbage de către americanul Herman Hollerith, care a inventat o mașină electromecanică de calcul folosind carduri perforate. Aparatul a fost folosit pentru procesarea datelor recensământului. Cărțile perforate au fost perforate manual cu găuri pe baza răspunsurilor la întrebările recensământului; o mașină de sortare a făcut posibilă distribuirea cărților în grupuri în funcție de locația găurilor perforate, iar un tabulator a numărat numărul de cărți din fiecare grup. Datorită acestei mașini, rezultatele recensământului din 1890 din Statele Unite au fost procesate de trei ori mai rapid decât cel precedent.
În 1944, în SUA, sub conducerea lui Howard Aikin, a fost construit un computer electromecanic, cunoscut sub numele de „Mark-1”, apoi „Mark-2”. Această mașină a fost bazată pe relee. Deoarece releele au două stări stabile și ideea de a abandona sistemul zecimal nu le-a venit încă designerilor, numerele au fost reprezentate în sistemul binar-zecimal: fiecare cifră zecimală a fost reprezentată de patru cifre binare și a fost stocată într-un grup. din patru relee. Viteza de operare a fost de aproximativ 4 operații pe secundă. În același timp, au fost create mai multe mașini releu, inclusiv computerul releu sovietic RVM-1, proiectat în 1956 de Bessonov și funcționat cu succes până în 1966.
Punctul de plecare al erei computerelor este de obicei considerat a fi 15 februarie 1946, când oamenii de știință de la Universitatea din Pennsylvania au pus în funcțiune primul computer cu tub vid din lume, ENIAC. Prima utilizare a ENIAC a fost pentru a rezolva probleme pentru proiectul de bombe atomice ultrasecrete, iar apoi a fost folosit în principal în scopuri militare. ENIAC nu avea un program stocat în memorie; „programarea” a fost efectuată prin instalarea de fire jumper între elementele individuale.
Din 1944, John von Neumann a fost implicat în dezvoltarea computerelor. În 1946, a fost publicat articolul său, care formula două dintre cele mai importante principii care stau la baza tuturor calculatoarelor moderne: utilizarea sistemului de numere binare și principiul programului stocat.
Calculatoarele au apărut și în URSS. În 1952, sub conducerea academicianului Lebedev, a fost creat cel mai rapid computer din Europa, BESM, iar în 1953 a început producția computerului serial „Strela”. Mașinile sovietice de serie erau la nivelul celor mai bune modele din lume.
A început dezvoltarea rapidă a VT.
Primul computer care folosea tuburi de vid (ENIAC) avea aproximativ 20 de mii de tuburi de vid, era amplasat într-o hală imensă, consuma zeci de kW de energie electrică și era foarte nefiabil în funcționare - de fapt, a funcționat doar pentru perioade scurte de timp între reparații.
De atunci, dezvoltarea VT a parcurs un drum lung. Există mai multe generații de calculatoare. O generație este înțeleasă ca o anumită etapă în dezvoltarea echipamentelor, caracterizată prin parametrii acestuia, tehnologia de fabricație a componentelor etc.
Prima generație – începutul anilor 50 (BESM, Strela, Ural). Bazat pe tuburi vidate. Consum mare de energie, fiabilitate scăzută, performanță scăzută (2000 op/s), capacitate mică de memorie (câțiva kilobytes); Nu existau mijloace de organizare a proceselor de calcul, operatorul lucra direct la consolă.
A 2-a generație – sfârșitul anilor 50 (Minsk – 2, Hrazdan, Nairi). Elemente semiconductoare, cablaj imprimat, viteza (50-60 mii op/s); a apărut apariția dispozitivelor externe de stocare magnetică, a sistemelor de operare primitive și a traducătorilor din limbaje algoritmice.
A 3-a generație – mijlocul anilor ’60. Construite pe baza de circuite integrate, au fost utilizate componente electronice standard; viteză de până la 1,5 milioane op/s; au apărut instrumente software dezvoltate.
Generația a 4-a - construită pe microprocesoare. Calculatoarele se specializează, și apar diferite tipuri: super calculatoare - pentru rezolvarea unor probleme de calcul foarte complexe; mainframe - pentru rezolvarea problemelor economice și de calcul din cadrul întreprinderii, PC-uri - pentru uz individual. Acum PC-urile ocupă partea predominantă a pieței computerelor, iar capacitățile lor sunt de milioane de ori mai mari decât cele ale primelor computere.
Primul PC Altair 8800 a apărut în 1975 la MITS, dar capacitățile sale erau foarte limitate și nu a existat nicio schimbare fundamentală în utilizarea computerelor. Revoluția în industria PC-urilor a fost realizată de alte două companii - IBM și Apple Computer, a căror rivalitate a contribuit la dezvoltarea rapidă a tehnologiei înalte, îmbunătățind calitățile tehnice și de utilizare ale PC-urilor. Ca urmare a acestei competiții, computerul a devenit o parte integrantă a vieții de zi cu zi.
Istoria Apple a început în 1976, când Steven Jobs și Steven Wozniak (amândoi la 20 de ani) și-au asamblat primul computer într-un garaj din Los Almos, California. Cu toate acestea, succesul real a venit companiei datorită lansării computerului Apple II, care a fost creat pe baza unui microprocesor Motorolla, arăta ca un aparat de uz casnic obișnuit și era accesibil pentru americanul obișnuit.
IBM s-a născut în 1914 și s-a specializat în producția de rechizite de birou și mașini de scris. În anii cincizeci, fondatorul companiei, Thomas Watson, a reorientat-o pentru a produce computere mari. În zona PC-urilor, compania a adoptat inițial o abordare de așteptare. Succesul sălbatic al Apple a alertat gigantul și, în cel mai scurt timp posibil, a fost creat primul PC IBM, introdus în 1981. Folosind resursele sale enorme, corporația a inundat literalmente piața cu computerele sale, concentrându-se pe zona cea mai încăpătoare a aplicației lor - lumea afacerilor. PC-ul IBM a fost bazat pe cel mai recent microprocesor de la Intel, care a extins semnificativ capacitățile noului computer.
Pentru a cuceri piața, IBM a fost pionier în utilizarea principiilor „arhitecturii deschise”. PC-ul IBM nu a fost fabricat ca o singură unitate, ci a fost asamblat din module individuale. Orice companie ar putea dezvolta un dispozitiv compatibil cu PC-ul IBM. Acest lucru a adus IBM un succes comercial enorm. Dar, în același timp, pe piață au început să apară multe computere - copii exacte ale PC-ului IBM - așa-numitele clone. Compania a răspuns la apariția „dublelor” reducând drastic prețurile și introducând noi modele.
Ca răspuns, Apple a creat Apple Macintosh, care includea un mouse, un afișaj grafic de înaltă calitate și, pentru prima dată, un microfon și un generator de sunet. Și cel mai important, software-ul a fost convenabil și ușor de utilizat. Mac-ul a intrat în vânzare și a avut un oarecare succes, dar Apple nu a reușit să-și recapete conducerea pe piața PC-urilor.
Într-un efort de a se apropia de ușurința de utilizare a computerelor Apple, IBM a stimulat dezvoltarea software-ului modern. Crearea de către Microsoft a Windows OS95 a jucat un rol imens aici.
De atunci, software-ul a devenit din ce în ce mai convenabil și mai concept. PC-urile sunt echipate cu dispozitive noi și dintr-un dispozitiv pentru activități profesionale devin „centre de divertisment digital”, combinând funcțiile diverselor aparate de uz casnic.
Istoria dezvoltării tehnologiei informatice
2. „Timp - evenimente - oameni”
1. Etape de dezvoltare a tehnologiei informatice
Până în secolul al XVII-lea. activitatea societății în ansamblu și a fiecărei persoane în mod individual a vizat stăpânirea substanței, adică cunoașterea proprietăților substanței și producerea de instrumente mai întâi primitive, iar apoi tot mai complexe, până la mecanisme și mașini care permit producerea de valori de consum.
Apoi, în procesul de formare a societății industriale, a ieșit în prim-plan problema stăpânirii energiei – mai întâi termică, apoi electrică și în final atomică. Stăpânirea energiei a făcut posibilă stăpânirea producției în masă a valorilor consumatorilor și, ca urmare, îmbunătățirea standardelor de viață ale oamenilor și schimbarea naturii muncii lor.
În același timp, umanitatea are o nevoie caracteristică de a exprima și aminti informații despre lumea din jurul nostru - așa a apărut scrisul, tipăritul, pictura, fotografia, radioul și televiziunea. În istoria dezvoltării civilizației se pot distinge mai multe revoluții informaționale - transformarea relațiilor sociale datorită schimbărilor fundamentale din domeniul procesării informației și al tehnologiei informației. Consecința unor astfel de transformări a fost dobândirea unei noi calități de către societatea umană.
La sfârşitul secolului al XX-lea. umanitatea a intrat într-o nouă etapă de dezvoltare – etapa construirii unei societăți informaționale. Informația a devenit cel mai important factor de creștere economică, iar nivelul de dezvoltare a activității informaționale și gradul de implicare și influență a acesteia asupra infrastructurii informaționale globale au devenit cea mai importantă condiție pentru competitivitatea unei țări în economia mondială. Înțelegerea inevitabilității venirii acestei societăți a venit mult mai devreme. Economistul australian K. Clarke a vorbit încă din anii '40 despre era apropiată a unei societăți a informațiilor și a serviciilor, a unei societăți a noilor oportunități tehnologice și economice. Economistul american F. Machlup a sugerat debutul economiei informaţionale şi transformarea informaţiei într-o marfă importantă la sfârşitul anilor '50. La sfârşitul anilor '60. D. Bell a remarcat transformarea unei societăți industriale într-o societate informațională. În ceea ce privește țările care anterior făceau parte din URSS, procesele de informatizare din acestea s-au dezvoltat într-un ritm lent.
Informatica schimbă întregul sistem de producție socială și interacțiunea culturilor. Odată cu apariția societății informaționale, începe o nouă etapă nu numai în revoluția științifică și tehnică, ci și în revoluția socială. Întregul sistem de comunicații informaționale se schimbă. Distrugerea vechilor legături informaționale dintre sectoarele economice, domeniile de activitate științifică, regiuni și țări a intensificat criza economică de la sfârșitul secolului în țările care au acordat o atenție insuficientă dezvoltării informatizării. Cea mai importantă sarcină a societății este de a restabili canalele de comunicare în noile condiții economice și tehnologice pentru a asigura o interacțiune clară între toate domeniile dezvoltării economice, științifice și sociale, atât în țările individuale, cât și la scară globală.
Calculatoarele în societatea modernă au preluat o parte semnificativă a muncii legate de informație. După standardele istorice, tehnologiile computerizate de prelucrare a informațiilor sunt încă foarte tinere și sunt la începutul dezvoltării lor. Tehnologiile informatice de astăzi transformă sau înlocuiesc vechile tehnologii de procesare a informațiilor.
2. „Timp - evenimente - oameni”
Să luăm în considerare istoria dezvoltării instrumentelor și metodelor de calcul „în persoane” și obiecte (Tabelul 1).
Tabelul 1. Principalele evenimente din istoria dezvoltării metodelor de calcul, instrumentelor, automatelor și mașinilor
John Napier | Scoțianul John Napier a publicat „A Description of the Amazing Tables of Logarithms” în 1614. El a descoperit că suma logaritmului numerelor a și b este egală cu logaritmul produsului acestor numere. Prin urmare, operația de înmulțire a fost redusă la o simplă operație de adunare. El a dezvoltat, de asemenea, un instrument de înmulțire a numerelor - „degetele lui Napere”. Era alcătuit dintr-un set de tije segmentate care puteau fi poziționate în așa fel încât, adunând numere în segmente alăturate orizontal, să se obțină rezultatul înmulțirii lor. Degetele lui Napier au fost în curând înlocuite cu alte dispozitive de calcul (în mare parte de tip mecanic). Tabelele lui Napier, al căror calcul a necesitat mult timp, au fost ulterior „încorporate” într-un dispozitiv convenabil care accelerează procesul de calcul - regula de calcul (R. Bissacar, sfârșitul anului 1620) |
Wilhelm Schickard | Se credea că prima mașină de calcul mecanică a fost inventată de marele matematician și fizician francez B. Pascal în 1642. Cu toate acestea, în 1957, F. Hammer (Germania, directorul Centrului Științific Keplerian) a descoperit dovezi ale creării unui mecanism mecanic. mașină de calcul cu aproximativ două decenii înainte de invenția lui Pascal Wilhelm Schickard. El l-a numit „ceasul de numărare”. Mașina era destinată să efectueze patru operații aritmetice și era compusă din părți: un dispozitiv de adăugare; dispozitiv de duplicare; mecanism pentru rezultate intermediare. Dispozitivul de adăugare era format din roți dințate și reprezenta cea mai simplă formă de mașină de adăugare. Schema de calcul mecanic propusă este considerată clasică. Cu toate acestea, această schemă simplă și eficientă a trebuit să fie reinventată, deoarece informațiile despre mașina lui Schickard nu au devenit publice. |
Blaise Pascal | În 1642, când Pascal avea 19 ani, a fost realizat primul model funcțional al unei mașini de adăugare. Câțiva ani mai târziu, Blaise Pascal a creat o mașină de adăugare mecanică („pascalina”), care a făcut posibilă adăugarea numerelor în sistemul numeric zecimal. În această mașină, cifrele unui număr de șase cifre au fost stabilite prin rotații corespunzătoare ale discurilor (roți) cu diviziuni digitale, rezultatul operației poate fi citit în șase ferestre - câte una pentru fiecare cifră. Discul unităților a fost conectat la discul zecilor, discul zecilor la discul sutelor etc. Alte operațiuni au fost efectuate folosind o procedură destul de incomodă de adăugiri repetate, iar acesta a fost principalul dezavantaj al lui Pascaline. În aproximativ un deceniu, a construit peste 50 de versiuni diferite ale mașinii. Principiul lui Pascal al roților legate a fost baza pe care au fost construite majoritatea dispozitivelor de calcul în următoarele trei secole. |
Gottfried Wilhelm Leibniz | În 1672, în timp ce se afla la Paris, Leibniz l-a întâlnit pe matematicianul și astronomul olandez Christian Huygens. Văzând câte calcule trebuie să facă un astronom, Leibniz a decis să inventeze un dispozitiv mecanic pentru calcule. În 1673 a finalizat crearea unui calculator mecanic. Dezvoltând ideile lui Pascal, Leibniz a folosit operația de deplasare pentru înmulțirea pe biți a numerelor. Adăugarea a fost efectuată pe acesta în esență în același mod ca și pe Pascaline, dar Leibniz a inclus în proiect o parte mobilă (un prototip al căruciorului mobil al viitoarelor calculatoare desktop) și un mâner cu care era posibil să se rotească o roată în trepte. sau - în versiunile ulterioare ale mașinii - cilindri amplasați în interiorul dispozitivului |
Joseph-Marie Jacquard | Dezvoltarea dispozitivelor de calcul este asociată cu apariția cardurilor perforate și cu utilizarea lor. Apariția cărților perforate este asociată cu producția de țesut. În 1804, inginerul Joseph-Marie Jacquard a construit o mașină complet automatizată (mașină Jaccard), capabilă să reproducă modele complexe. Funcționarea mașinii a fost programată folosind un pachet de cărți perforate, fiecare controlând o lovitură a navetei. Trecerea la o nouă extragere a avut loc prin înlocuirea pachetului de cărți perforate |
Charles Babbage (1791-1871) | El a descoperit erori în tabelele de logaritmi ale lui Napier, care au fost utilizate pe scară largă în calcule de către astronomi, matematicieni și navigatori. În 1821, a început să-și dezvolte propriul computer, care ar ajuta la efectuarea unor calcule mai precise. În 1822, a fost construit un motor de diferențe (model de probă), capabil să calculeze și să imprime tabele matematice mari. Era un dispozitiv foarte complex, mare și era destinat calculului automat al logaritmilor. Modelul s-a bazat pe principiul cunoscut în matematică ca „metoda diferențelor finite”: la calcularea polinoamelor se folosește doar operația de adunare și nu implică înmulțirea și împărțirea, care sunt mult mai greu de automatizat. Ulterior, i-a venit ideea de a crea un motor analitic mai puternic. Ea nu numai că trebuia să rezolve probleme matematice de un anumit tip, ci și să efectueze diverse operații de calcul în conformitate cu instrucțiunile date de operator. Prin design, acesta este nimic mai puțin decât primul computer programabil universal. Motorul analitic trebuia să aibă componente precum o „moară” (un dispozitiv aritmetic în terminologia modernă) și un „depozit” (memorie). Instrucțiunile (comenzile) au fost introduse în motorul analitic folosind carduri perforate (a fost folosită ideea controlului programului de către Jaccard folosind carduri perforate). Editorul, inventatorul și traducătorul suedez Per Georg Scheutz, folosind sfatul lui Babbage, a construit o versiune modificată a acestei mașini. În 1855, mașina lui Scheutz a primit o medalie de aur la Expoziția Mondială de la Paris. Ulterior, unul dintre principiile care stau la baza ideii de motor analitic - folosirea cărților perforate - a fost concretizat într-un tabulator statistic construit de americanul Herman Hollerith (pentru a accelera procesarea rezultatelor recensământului american din SUA). 1890) |
Augusta Ada Byron (Contesa Lovelace) | Contesa Augusta Ada Lovelace, fiica poetului Byron, a lucrat cu Charles Babbage pentru a crea programe pentru mașinile sale de calcul. Lucrarea ei în acest domeniu a fost publicată în 1843. Cu toate acestea, la acea vreme se considera indecent ca o femeie să-și publice scrierile sub numele ei complet, iar Lovelace își punea doar inițialele pe titlu. Materialele lui Babbage și comentariile lui Lovelace au subliniat concepte precum „subrutine” și „bibliotecă de subrutine”, „modificare de instrucțiuni” și „registru de index”, care au început să fie folosite abia în anii 50. secolul XX Termenul „bibliotecă” în sine a fost introdus de Babbage, iar termenii „celulă de lucru” și „ciclu” au fost propuși de A. Lovelace. „Se poate spune pe bună dreptate că motorul analitic țese modele algebrice în același mod în care războaiele lui Jacques Card reproduc flori și frunze”, a scris contesa Lovelace. Ea a fost de fapt primul programator (limbajul de programare Ada a fost numit după ea) |
George Boole | J. Boole este considerat pe drept părintele logicii matematice. O ramură a logicii matematice, algebra booleană, poartă numele lui. În 1847 a scris articolul „Analiza matematică a logicii”. În 1854, Boole și-a dezvoltat ideile într-o lucrare intitulată „O anchetă asupra legilor gândirii”. Aceste lucrări au adus schimbări revoluționare în logica ca știință. J. Boole a inventat un fel de algebră – un sistem de notații și reguli aplicate la tot felul de obiecte, de la numere și litere până la propoziții. Folosind acest sistem, Boole ar putea codifica declarații (enunțuri) folosind limbajul său și apoi să le manipuleze în același mod în care numerele obișnuite sunt manipulate în matematică. Cele trei operații de bază ale sistemului sunt ȘI, SAU și NU |
Pafnutiy Lvovich Cebyshev | El a dezvoltat teoria mașinilor și mecanismelor și a scris o serie de lucrări dedicate sintezei mecanismelor balamale. Printre numeroasele mecanisme pe care le-a inventat, există mai multe modele de mașini de adăugare, primul dintre care a fost proiectat nu mai târziu de 1876. Mașina de adăugare a lui Cebyshev a fost una dintre cele mai originale mașini de calcul pentru acea vreme. În proiectele sale, Cebyshev a propus principiul transmiterii continue a zecilor și tranziția automată a căruciorului de la cifră la cifră în timpul înmulțirii. Ambele invenții au intrat în practică pe scară largă în anii '30. secolul XX în legătură cu utilizarea acționărilor electrice și răspândirea calculatoarelor cu tastatură semiautomate și automate. Odată cu apariția acestor și a altor invenții, a devenit posibilă creșterea semnificativă a vitezei dispozitivelor mecanice de numărare. |
Alexey Nikolaevich Krylov (1863-1945) | Constructor naval rus, mecanic, matematician, academician al Academiei de Științe a URSS. În 1904, el a propus proiectarea unei mașini pentru integrarea ecuațiilor diferențiale obișnuite. În 1912, a fost construită o astfel de mașină. A fost prima mașină de integrare continuă, permițând rezolvarea ecuațiilor diferențiale până la ordinul al patrulea |
Wilgodt Theophil Odner | Originar din Suedia, Vilgodt Theophil Odner a venit la Sankt Petersburg în 1869. De ceva timp a lucrat la uzina rusă de diesel din partea Vyborg, unde în 1874 a fost fabricată primul eșantion al mașinii sale de adăugare. Create pe baza rolelor în trepte ale lui Leibniz, primele mașini de adăugare în serie erau mari, în primul rând pentru că trebuia alocată câte o rolă separată pentru fiecare cifră. În loc de role în trepte, Odhner a folosit roți dințate mai avansate și compacte cu un număr variabil de dinți - roțile Odhner. În 1890, Odner a primit un brevet pentru producția de mașini de adăugare și în același an s-au vândut 500 de aparate de adăugare (un număr foarte mare pentru acele vremuri). Mașinile de adăugare în Rusia au fost numite: „Aritmometru Odner”, „Original-Odner”, „Aritmometru Odner System”, etc. În Rusia, până în 1917, au fost produse aproximativ 23 de mii de mașini de adăugare Odner. După revoluție, producția de mașini de adăugare a fost înființată la uzina mecanică Sushchevsky numită după. F.E. Dzerjinski la Moscova. Din 1931, au început să fie numite mașini de adăugare „Felix”. Mai departe, în țara noastră, au fost create modele de aritmometre Odhner cu intrare cheie și acționare electrică |
Herman Hollerith (1860-1929) | După ce a absolvit Universitatea Columbia, a plecat să lucreze la biroul de recensământ din Washington. În acest moment, Statele Unite au început procesarea manuală extrem de intensivă a forței de muncă (care a durat șapte ani și jumătate) a datelor culese în timpul recensământului din 1880. Până în 1890, Hollerith finalizase dezvoltarea unui sistem de tabulare bazat pe folosirea instrumentelor perforate. carduri. Fiecare card avea 12 rânduri, fiecare cu 20 de găuri de perforat, corespunzătoare unor informații precum vârsta, sexul, locul nașterii, numărul de copii, starea civilă și alte informații incluse în chestionarul de recensământ. Conținutul formularelor completate a fost transferat pe carduri prin perforarea corespunzătoare. Cărțile perforate erau încărcate în dispozitive speciale conectate la o mașină de tabulare, unde erau înfiletate pe rânduri de ace subțiri, câte un ac pentru fiecare dintre cele 240 de poziții perforate de pe card. Când acul a intrat în gaură, a închis un contact în circuitul electric corespunzător al mașinii. Analiza statistică completă a rezultatelor a durat doi ani și jumătate (de trei ori mai rapid decât recensământul anterior). Hollerith a fondat ulterior compania Computer Tabulating Recording (CTR). Tânărul vânzător ambulant al companiei, Tom Watson, a fost primul care a văzut rentabilitatea potențială a vânzării de mașini de calcul către oamenii de afaceri americani folosind cărți perforate. Ulterior a preluat compania și în 1924 a redenumit-o International Business Machines (IBM) Corporation. |
Vannevar Bush | În 1930 a construit un dispozitiv de calcul mecanic - un analizor diferenţial. Era o mașină care putea rezolva ecuații diferențiale complexe. Cu toate acestea, avea multe dezavantaje serioase, în special dimensiunea sa gigantică. Analizorul mecanic al lui Bush era un sistem complex de role, angrenaje și fire conectate într-o serie de unități mari care umpleau o încăpere întreagă. Când atribuia o sarcină mașinii, operatorul trebuia să selecteze manual multe trepte. Acest lucru a durat de obicei 2-3 zile. Mai târziu, V. Bush a propus un prototip de hipertext modern - proiectul MEMEX (MEMory EXtention - memory expansion) ca un birou automatizat în care o persoană și-ar stoca cărțile, înregistrările, orice informație pe care o primește în așa fel încât să le poată folosi. oricând cu maximă viteză și confort. De fapt, trebuia să fie un dispozitiv complex dotat cu tastatură și ecrane transparente pe care să fie proiectate texte și imagini stocate pe microfilm. MEMES ar stabili conexiuni logice și asociative între oricare două blocuri de informații. În mod ideal, vorbim despre o bibliotecă uriașă, o bază de informații universală |
John Vincent Atanasoff | Profesor de fizică, autor al primului proiect al unui computer digital bazat pe un sistem de numere binar mai degrabă decât zecimal. Simplitatea sistemului de numere binare, combinată cu simplitatea reprezentării fizice a două simboluri (0, 1) în loc de zece (0, 1,..., 9) în circuitele computerizate, a depășit inconvenientele asociate cu necesitatea de a convertiți din binar în zecimal și invers. În plus, utilizarea sistemului de numere binare ar ajuta la reducerea dimensiunii computerului și ar reduce costul acestuia. În 1939, Atanasoff a construit un model al dispozitivului și a început să caute asistență financiară pentru a continua munca. Mașina lui Atanasoff era aproape gata în decembrie 1941, dar a fost dezasamblată. Din cauza izbucnirii celui de-al Doilea Război Mondial, toate lucrările la acest proiect au încetat. Abia în 1973, prioritatea lui Atanasoff ca autor al primului proiect al unei astfel de arhitecturi de computer a fost confirmată printr-o decizie a curții federale din SUA. |
Howard Aiken | În 1937, G. Aiken a propus un proiect pentru o mașină de calcul mare și a căutat oameni dornici să finanțeze această idee. Sponsorul a fost Thomas Watson, președintele IBM Corporation: contribuția sa la proiect s-a ridicat la aproximativ 500 de mii de dolari SUA. Proiectarea noii mașini Mark-1, bazată pe relee electromecanice, a început în 1939 în laboratoarele sucursalei din New York a IBM și a continuat până în 1944. Calculatorul finit conținea aproximativ 750 de mii de piese și cântărea 35 de tone numere binare de până la 23 de cifre și a înmulțit două numere cu capacitatea maximă de cifre în aproximativ 4 s. Deoarece crearea lui Mark-1 a durat destul de mult timp, palma nu a mers la ea, ci la computerul binar Z3 al lui Konrad Zuse, construit în 1941. Este de remarcat faptul că mașina Z3 era semnificativ mai mică decât mașina lui Aiken și, de asemenea, mai ieftin de fabricat |
Konrad Zuse | În 1934, pe când era student la o universitate tehnică (din Berlin), fără nici cea mai mică idee despre opera lui Charles Babbage, K. Zuse a început să dezvolte un computer universal, la fel ca motorul analitic al lui Babbage. În 1938, a finalizat construcția mașinii, care ocupa o suprafață de 4 metri pătrați. m., numit Z1 (în germană numele lui de familie este scris Zuse). Era o mașină digitală programabilă complet electromecanică. Avea o tastatură pentru introducerea condițiilor sarcinii. Rezultatele calculelor au fost afișate pe un panou cu multe lumini mici. Versiunea sa restaurată este păstrată în muzeul Verker und Technik din Berlin. Z1 din Germania este numit primul computer din lume. Mai târziu, Zuse a început să codifice instrucțiuni pentru mașină prin perforarea filmului fotografic de 35 mm uzat. Mașina, care funcționa cu bandă perforată, se numea Z2. În 1941, Zuse a construit o mașină controlată de program bazată pe sistemul de numere binar - Z3. Această mașină a fost superioară în multe dintre caracteristicile sale față de alte mașini construite independent și în paralel în alte țări. În 1942, Zuse, împreună cu inginerul electric austriac Helmut Schreyer, a propus crearea unui computer de un tip fundamental nou - bazat pe tuburi vidate. Această mașină trebuia să funcționeze de o mie de ori mai rapid decât oricare dintre mașinile disponibile în Germania la acea vreme. Vorbind despre potențialele domenii de aplicare ale unui computer de mare viteză, Zuse și Schreyer au remarcat posibilitatea de a-l folosi pentru a decripta mesajele criptate (astfel de evoluții au fost deja realizate în diferite țări) |
Alan Turing | Un matematician englez a dat o definiție matematică a unui algoritm printr-o construcție numită mașină Turing. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, germanii au folosit mașina Enigma pentru a cripta mesajele. Fără o cheie și un circuit de comutare (nemții le schimbau de trei ori pe zi), era imposibil să descifrezi mesajul. Pentru a descoperi secretul, serviciile secrete britanice au reunit un grup de oameni de știință străluciți și oarecum excentrici. Printre ei s-a numărat și matematicianul Alan Turing. La sfârșitul anului 1943, grupul a reușit să construiască o mașină puternică (în loc de relee electromecanice, a folosit aproximativ 2000 de tuburi electronice de vid). Mașina se numea „Colosul”. Mesajele interceptate au fost codificate, puse pe bandă perforată și introduse în memoria aparatului. Banda a fost introdusă printr-un cititor fotoelectric cu o viteză de 5000 de caractere pe secundă. Aparatul avea cinci astfel de dispozitive de citire. În procesul de căutare a unei potriviri (decriptare), aparatul a comparat mesajul criptat cu codurile Enigma deja cunoscute (conform algoritmului mașinii Turing). Munca grupului rămâne încă clasificată. Rolul lui Turing în activitatea grupului poate fi judecat după următoarea declarație a unui membru al acestui grup, matematicianul I. J. Goode: „Nu vreau să spun că am câștigat războiul datorită lui Turing, dar îmi iau libertatea de a spune că fără el am fi pierdut-o" Mașina Colossus a fost o mașină bazată pe lampă (un pas major înainte în dezvoltarea tehnologiei informatice) și specializată (descifrarea codurilor secrete) |
John Mauchly Presper Eckert (născut în 1919) | Primul calculator este considerat a fi mașina ENIAC (ENIAC, Electronic Numerial Integrator and Computer - electronic digital integrator and computer). Autorii săi, oamenii de știință americani J. Mauchly și Presper Eckert, au lucrat la el între 1943 și 1945. Acesta a fost destinat să calculeze traiectoriile de zbor ale proiectilelor și a fost cel mai complex pentru mijlocul secolului al XX-lea. o structură inginerească de peste 30 m lungime, cu un volum de 85 de metri cubi. m, cu o greutate de 30 de tone, ENIAC a folosit 18 mii de tuburi de vid, 1500 de relee, mașina consuma aproximativ 150 kW. În continuare, a apărut ideea creării unei mașini cu software stocat în memoria mașinii, care să schimbe principiile de organizare a calculelor și să deschidă calea pentru apariția limbajelor de programare moderne (EDVAC - Electronic Discret Variable Automatic Computer, EDVAC). Această mașină a fost creată în 1950. Memoria internă mai încăpătoare conținea atât date, cât și programe. Programele au fost înregistrate electronic în dispozitive speciale - linii de întârziere. Cel mai important lucru a fost că în EDVAC datele au fost codificate nu în sistem zecimal, ci în sistem binar (numărul de tuburi de vid folosite a fost redus). J. Mauchly și P. Eckert, după ce și-au creat propria companie, și-au propus să creeze un computer universal pentru utilizare comercială largă - UNIVAC (Universal Automatic Computer). Cam cu un an înainte de prima |
ENIAC | UNIVAC a intrat în funcțiune cu Biroul de Recensământ al SUA, partenerii s-au găsit în dificultate financiară și au fost forțați să-și vândă compania lui Remington Rand. Cu toate acestea, UNIVAC nu a fost primul computer comercial. A fost aparatul LEO (LEO, Lyons „Bectronic Office), care a fost folosit în Anglia pentru a calcula salariile angajaților din ceainăriile (compania Lyons). În 1973, o instanță federală din SUA le-a recunoscut dreptul de autor pentru inventarea unui computer digital electronic. ca invalid, iar ideile lor – împrumutate de la J. Atanasoff |
John von Neumann (1903-1957) | Lucrând în grupul lui J. Mauchly și P. Eckert, von Neumann a pregătit un raport - „Raport preliminar asupra mașinii EDVAC”, în care a rezumat planurile de lucru la mașină. Aceasta a fost prima lucrare pe calculatoare electronice digitale cu care au devenit familiare anumite cercuri ale comunității științifice (din motive de secret, lucrările în acest domeniu nu au fost publicate). Din acel moment, computerul a fost recunoscut ca obiect de interes științific. În discursul său, von Neumann a identificat și descris în detaliu cinci componente cheie ale ceea ce se numește acum „arhitectura von Neumann” a unui computer modern. În țara noastră, independent de von Neumann, au fost formulate principii mai detaliate și mai complete pentru construirea calculatoarelor electronice digitale (Sergei Alekseevich Lebedev) |
Serghei Alekseevici Lebedev | În 1946, S. A. Lebedev a devenit director al Institutului de Inginerie Electrică și și-a organizat propriul laborator de modelare și reglare în cadrul acestuia. În 1948, S. A. Lebedev și-a orientat laboratorul spre crearea MESM (Small Electronic Computing Machine). MESM a fost conceput inițial ca un model (prima literă din abrevierea MESM) al Large Electronic Computing Machine (BESM). Cu toate acestea, în procesul creării sale, a devenit evidentă fezabilitatea transformării acestuia într-un computer mic. Din cauza secretului muncii desfășurate în domeniul tehnologiei informatice, nu au existat publicații corespunzătoare în presa deschisă. Bazele construcției computerelor, dezvoltate de S. A. Lebedev independent de J. von Neumann, sunt următoarele: 1) computerul trebuie să includă dispozitive aritmetice, de memorie, de intrare/ieșire a informațiilor și de control; 2) programul de calcul este codificat și stocat în memorie ca numere; 3) pentru a codifica numerele și comenzile, ar trebui utilizat sistemul de numere binar; 4) calculele trebuie efectuate automat pe baza programului stocat în memorie și a operațiunilor pe comenzi; 5) pe lângă operațiile aritmetice, se introduc și cele logice - comparații, tranziții condiționate și necondiționate, conjuncție, disjuncție, negație; 6) memoria este construită după un principiu ierarhic; 7) pentru calcule se folosesc metode numerice de rezolvare a problemelor. La 25 decembrie 1951, MESM a fost dat în funcțiune. A fost prima mașină digitală electronică de mare viteză din URSS. În 1948, a fost creat Institutul de Mecanică de Precizie și Tehnologia Calculatoarelor (ITM și VT) al Academiei de Științe a URSS, căruia guvernul i-a încredințat dezvoltarea unei noi tehnologii informatice și S. A. Lebedev a fost invitat să conducă Laboratorul nr. 1 (1951) . Când BESM a fost gata (1953), nu a fost cu nimic inferior ultimelor modele americane. Din 1953 până la sfârșitul vieții, S. A. Lebedev a fost directorul ITM și VT al Academiei de Științe a URSS, a fost ales membru cu drepturi depline al Academiei de Științe a URSS și a condus lucrările de creare a mai multor generații de calculatoare. La începutul anilor 60. Este creat primul computer din seria mașinilor mari de calcul electronic (BESM) - BKhM-1. La crearea BESM-1, au fost utilizate soluții științifice și de design originale. Datorită acestui fapt, era atunci cea mai productivă mașină din Europa (8-10 mii de operații pe secundă) și una dintre cele mai bune din lume. Sub conducerea lui S. A. Lebedev, au fost create și puse în producție încă două computere cu tub - BESM-2 și M-20. În anii 60 Au fost create versiuni cu semiconductor ale lui M-20: M-220 și M-222, precum și BESM-ZM și BESM-4. La proiectarea BESM-6, a fost utilizată pentru prima dată metoda de modelare preliminară de simulare (darea în funcțiune a fost efectuată în 1967). S. A. Lebedev a fost unul dintre primii care au înțeles importanța enormă a colaborării dintre matematicieni și ingineri în crearea sistemelor informatice. La inițiativa lui S. A. Lebedev, toate circuitele BESM-6 au fost scrise folosind formule de algebră booleană. Acest lucru a deschis oportunități largi pentru automatizarea proiectării și pregătirea documentației de instalare și producție |
IBM | Este imposibil să ratezi o etapă cheie în dezvoltarea instrumentelor și metodelor de calcul asociate activităților IBM. Din punct de vedere istoric, primele computere cu structură și compoziție clasică - Computer Installation System/360 (nume de marcă - „Computing installation of system 360”, cunoscută mai târziu ca simplu IBM/360) au fost lansate în 1964 și cu modificări ulterioare (IBM/370, IBM /375) au fost furnizate până la mijlocul anilor 80, când, sub influența microcalculatoarelor (PC-uri), acestea au început să dispară treptat de pe scenă. Calculatoarele din această serie au servit drept bază pentru dezvoltarea în URSS și țările membre CMEA a așa-numitului sistem informatic unificat (US COMPUTER), care timp de câteva decenii a stat la baza computerizării interne. |
EC 1045 | Mașinile au inclus următoarele componente: Procesor central (32 de biți) cu sistem de comandă cu două adrese; Memorie principală (RAM) (de la 128 KB la 2 MB); Unități de disc magnetice (NMD, MD) cu pachete de discuri amovibile (de exemplu, IBM-2314 - 7,25 MB, ShM-2311 - 29 MB, IBM 3330 - 100 MB), dispozitive similare (uneori compatibile) sunt cunoscute pentru alte serii de mai sus ; Unități de bandă magnetică (NML, ML) tip bobină, lățime de bandă 0,5 inchi, lungime de la 2400 de picioare (720 m) sau mai puțin (de obicei 360 și 180 m), densitate de înregistrare de la 256 octeți pe inch (tipic) și mai mare în 2- de 8 ori (crescut). În consecință, capacitatea de lucru a unității a fost determinată de dimensiunea bobinei și densitatea de înregistrare și a ajuns la 160 MB per bobină ML; Dispozitive de imprimare - dispozitive de imprimare tip cilindru linie cu linie, cu un set de caractere fix (de obicei 64 sau 128 de caractere), inclusiv majuscule latine și chirilice (sau majuscule și litere latine) și un set standard de caractere de serviciu; informațiile au fost scoase pe bandă de hârtie de 42 sau 21 cm lățime cu o viteză de până la 20 de linii/s; Dispozitive terminale (terminale video și inițial mașini de scris electrice) concepute pentru interacțiunea interactivă cu utilizatorul (IBM 3270, DEC VT-100 etc.), conectate la sistem pentru a efectua funcții de control al procesului de calcul (consola operator - 1-2 buc. pe un computer) și depanare interactivă a programelor și procesării datelor (terminal utilizator - de la 4 la 64 buc. pe computer). Seturile standard enumerate de dispozitive computerizate din anii 60-80. iar caracteristicile lor sunt date aici ca informații istorice pentru cititor, care le poate evalua în mod independent comparându-le cu date moderne și cunoscute. IBM a propus primul OS complet funcțional - OS/360 - ca shell pentru computerul IBM/360. Dezvoltarea și implementarea sistemului de operare a făcut posibilă diferențierea funcțiilor operatorilor, administratorilor, programatorilor și utilizatorilor, precum și creșterea semnificativă (de zeci sau sute de ori) a productivității computerului și a gradului de încărcare a hardware-ului. Versiunile OS/360/370/375 - MFT (multiprogramare cu un număr fix de sarcini), MW (cu un număr variabil de sarcini), SVS (sistem de memorie virtuală), SVM (sistem de mașini virtuale) - s-au succedat succesiv și au determinat în mare măsură ideile moderne despre rolul OS |
Bill Gates și Paul Allen | În 1974, Intel a dezvoltat primul microprocesor universal pe 8 biți, 8080, cu 4500 de tranzistori. Edward Roberts, un tânăr ofițer al Forțelor Aeriene din SUA și inginer electronic, a construit microcomputerul Altair bazat pe procesorul 8080, care a avut un succes comercial uriaș, vândut prin poștă și utilizat pe scară largă pentru uz casnic. În 1975, tânărul programator Paul Allen și studentul de la Universitatea Harvard Bill Gates au implementat limbajul BASIC pentru Altair. Ulterior au fondat Microsoft. |
Steven Paul Jobs și Steven Wozniak | În 1976, studenții Steve Wozniak și Steve Jobs, după ce au înființat un atelier în garajul lor, au implementat computerul Apple-1, punând bazele corporației Apple. 1983 - Apple Computers Corporation a construit computerul personal Lisa - primul computer de birou controlat de un mouse. În 2001, Stephen Wozniak a fondat Wheels Of Zeus pentru a crea tehnologia GPS wireless. 2001 - Steve Jobs a introdus primul iPod. 2006 - Apple a introdus primul laptop bazat pe procesoare Intel. 2008 - Apple a lansat cel mai subțire laptop din lume, numit MacBook Air. |
3. Clase de calculatoare
Aplicații și metode de utilizare (precum dimensiunea și puterea de procesare).
Reprezentarea fizică a informațiilor prelucrate
Aici se disting cele analogice (continue); digital (acțiune discretă); hibrid (la anumite etape de prelucrare se folosesc diverse metode de reprezentare fizică a datelor).
AVM - calculatoare analogice, sau computere continue, lucrează cu informații prezentate în formă continuă (analogică), adică sub forma unei serii continue de valori ale oricărei mărimi fizice (cel mai adesea tensiune electrică):
Calculatoare digitale - calculatoarele digitale, sau computerele discrete, lucrează cu informații prezentate în formă discretă, sau mai degrabă, digitală. Datorită universalității formei digitale de reprezentare a informațiilor, un computer este un mijloc mai universal de prelucrare a datelor.
GVM-urile sunt computere hibride, sau computere cu acțiuni combinate, care funcționează cu informații prezentate atât în formă digitală, cât și în forme analogice. Acestea combină avantajele AVM și TsVM. Este recomandabil să utilizați GVM pentru a rezolva problemele de control al complexelor tehnice complexe de mare viteză.
Generații de calculatoare
Ideea împărțirii mașinilor în generații a fost adusă la viață de faptul că, pe parcursul scurtei istorii a dezvoltării sale, tehnologia informatică a suferit o mare evoluție atât în sensul bazei elementare (lămpi, tranzistori, microcircuite etc.) , iar în sensul modificărilor în structura sa, apariția de noi capabilități, extinderea domeniului de aplicare și a naturii de utilizare (Tabelul 2).
masa 2
Etapele dezvoltării tehnologiilor informatice informatice
Parametru | Perioada, ani | ||||
anii 50 | anii 60 | anii 70 | anii 80 | Prezentul |
|
Scopul utilizării unui computer | Calcule științifice și tehnice | Tehnic si economic | Management, furnizare de informații | comunicatii, informatii serviciul naţional |
|
Modul de funcționare computer | Program unic | Procesare în loturi | Împărțirea timpului | Munca personala | Procesare în rețea |
Integrarea datelor | Scăzut | In medie | Înalt | Foarte inalt | |
Locația utilizatorului | Camera motoarelor | Cameră separată | Sala terminalului | Desktop | mobil gratuit |
Tip de utilizator | Ingineri software | programe nationale | Programatori | Utilizatori cu cunoștințe generale de calculator | Puțini utilizatori instruiți |
Tip dialog | Lucrul la consola computerului | Schimb de note perforate și grame de mașină | Interactiv (prin tastatură și ecran) | Interactiv cu meniu hard | ecran activ tip întrebare-răspuns |
Prima generație include de obicei mașini create la sfârșitul anilor 50. și pe bază de tuburi vidate. Aceste computere erau mașini uriașe, greoaie și prea scumpe, care puteau fi achiziționate doar de mari corporații și guverne. Lămpile consumau o cantitate semnificativă de energie electrică și generau multă căldură (Fig. 1).
Setul de instrucțiuni era limitat, circuitele dispozitivului aritmetic-logic și ale dispozitivului de control erau destul de simple și practic nu exista software. Indicatorii capacității și performanței RAM au fost scăzute. Pentru intrare și ieșire au fost folosite benzi perforate, carduri perforate, benzi magnetice și dispozitive de imprimare. Performanța este de aproximativ 10-20 de mii de operații pe secundă.
Programele pentru aceste mașini au fost scrise în limba mașinii specifice. Matematicianul care a compilat programul s-a așezat la panoul de control al mașinii, a intrat și a depanat programele și le-a calculat. Procesul de depanare a fost destul de lung.
În ciuda capacităților limitate, aceste mașini au făcut posibilă efectuarea de calcule complexe necesare pentru prognoza meteo, rezolvarea problemelor de energie nucleară etc.
Experiența cu mașinile de prima generație a arătat că există un decalaj uriaș între timpul petrecut pentru dezvoltarea programelor și timpul de calcul. Aceste probleme au început să fie depășite prin dezvoltarea intensivă a instrumentelor de programare a automatizării, crearea de sisteme de programe de service care simplifică munca la mașină și măresc eficiența utilizării acesteia. Aceasta, la rândul său, a necesitat schimbări semnificative în structura calculatoarelor, menite să o apropie de cerințele care au apărut din experiența în operarea calculatoarelor.
În octombrie 1945, primul computer ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator) a fost creat în SUA.
Mașini domestice de prima generație: MESM (mașină de calcul electronică mică), BESM, Strela, Ural, M-20.
A doua generație de echipamente informatice sunt mașini proiectate în 1955-65. Ele sunt caracterizate prin utilizarea atât a tuburilor electronice, cât și a elementelor logice a tranzistorului discret (Fig. 2). RAM-ul lor a fost construit pe nuclee magnetice. În acest moment, gama de echipamente de intrare-ieșire utilizate a început să se extindă și au apărut dispozitive de înaltă performanță pentru lucrul cu benzi magnetice (NML), tobe magnetice (DRM) și primele discuri magnetice (Tabelul 2).
Aceste mașini se caracterizează prin viteză de până la sute de mii de operații pe secundă, capacitate de memorie - până la câteva zeci de mii de cuvinte.
Apar limbaje de nivel înalt, ale căror mijloace permit descrierea întregii secvențe necesare de acțiuni de calcul într-o formă vizuală, ușor de înțeles.
Un program scris într-un limbaj algoritmic este de neînțeles pentru un computer, care înțelege doar limbajul propriilor comenzi. Prin urmare, programele speciale, numite traducători, traduc un program dintr-un limbaj de nivel înalt în limbajul mașinii.
O gamă largă de programe de bibliotecă a apărut pentru a rezolva diverse probleme, precum și sisteme de monitorizare care controlau modul de traducere și execuție a programelor, din care au crescut ulterior sistemele de operare moderne.
Sistemul de operare este cea mai importantă parte a software-ului de calculator, conceput pentru a automatiza planificarea și organizarea procesării programelor, gestionarea intrărilor-ieșiri și a datelor, alocarea resurselor, pregătirea și depanarea programelor și alte operațiuni de întreținere auxiliare.
Mașinile din a doua generație au fost caracterizate de incompatibilitatea software-ului, ceea ce a făcut dificilă organizarea sistemelor informaționale mari. Prin urmare, la mijlocul anilor 60. A existat o tranziție către crearea de computere compatibile cu software-ul și construite pe o bază tehnologică microelectronică.
Cea mai înaltă realizare a tehnologiei informatice casnice creată de echipa S.A. Lebedev a fost responsabil pentru dezvoltarea în 1966 a computerului cu semiconductor BESM-6 cu o productivitate de 1 milion de operațiuni pe secundă.
Mașinile din a treia generație sunt familii de mașini cu o singură arhitectură, adică compatibile cu software-ul. Ei folosesc circuite integrate, numite și microcircuite, ca bază elementară.
Mașinile din a treia generație au apărut în anii 60. Deoarece procesul de creare a tehnologiei informatice a fost continuu și a implicat mulți oameni din diferite țări care se confruntă cu diverse probleme, este dificil și inutil să încercăm să determinați când a început și s-a încheiat o „generație”. Poate cel mai important criteriu pentru distingerea mașinilor din a doua și a treia generație este unul bazat pe conceptul de arhitectură.
Mașinile din a treia generație au sisteme de operare avansate. Au capacități de multiprogramare, adică execuția paralelă a mai multor programe. Multe sarcini de gestionare a memoriei, dispozitivelor și resurselor au început să fie preluate de sistemul de operare sau de mașina în sine.
Exemple de mașini de a treia generație sunt familiile IBM-360, IBM-370, PDP-11, VAX, EC Computers (Unified Computer System), SM Computers (Family of Small Computers) etc.
Performanța mașinilor din cadrul familiei variază de la câteva zeci de mii la milioane de operațiuni pe secundă. Capacitatea memoriei RAM ajunge la câteva sute de mii de cuvinte.
A patra generație este principalul contingent al tehnologiei informatice moderne dezvoltate după anii 70.
Cel mai important criteriu conceptual prin care aceste computere pot fi distinse de mașinile din generația a treia este că mașinile din generația a patra au fost concepute pentru a utiliza eficient limbaje moderne de nivel înalt și pentru a simplifica procesul de programare pentru utilizatorul final.
În ceea ce privește hardware-ul, acestea se caracterizează prin utilizarea pe scară largă a circuitelor integrate ca bază elementară, precum și prezența dispozitivelor de memorie cu acces aleatoriu de mare viteză, cu o capacitate de zeci de megaocteți (Fig. 3, b).
Din punct de vedere structural, mașinile din această generație sunt complexe multiprocesoare și multi-mașină care folosesc memoria partajată și un domeniu comun de dispozitive externe. Performanța este de până la câteva zeci de milioane de operații pe secundă, capacitatea RAM este de aproximativ 1-512 MB.
Ele sunt caracterizate prin:
Utilizarea calculatoarelor personale (PC);
Prelucrare de date din telecomunicații;
Retele de calculatoare;
Utilizarea pe scară largă a sistemelor de gestionare a bazelor de date;
Elemente de comportament inteligent al sistemelor și dispozitivelor de prelucrare a datelor.
Calculatoarele din a patra generație includ PC-ul „Electronics MS 0511” al setului de echipamente informatice educaționale KUVT UKNT, precum și computere moderne compatibile cu IBM pe care lucrăm.
În conformitate cu baza elementară și nivelul de dezvoltare a software-ului, se disting patru generații reale de computere, a căror descriere succintă este dată în Tabelul 3.
Tabelul 3
Generații de calculatoare
Opțiuni de comparație | Generații de calculatoare | |||
primul | al doilea | al treilea | Al patrulea | |
Perioada de timp | 1946 - 1959 | 1960 - 1969 | 1970 - 1979 | din 1980 |
Baza elementului (pentru unitatea de control, ALU) | Lămpi electronice (sau electrice). | Semiconductori (tranzistori) | Circuite integrate | Circuite integrate la scară largă (LSI) |
Tipul principal de computer | Mare | Mic (mini) | Micro | |
Dispozitive de intrare de bază | Telecomandă, card perforat, intrare bandă perforată | S-au adăugat afișaj alfanumeric și tastatură | Afișaj alfanumeric, tastatură | Afișaj grafic color, scaner, tastatură |
Dispozitive de ieșire principale | Dispozitiv de imprimare alfanumeric (ADP), ieșire bandă perforată | Plotter, imprimantă | ||
Memorie externa | Benzi magnetice, tobe, benzi perforate, cărți perforate | Adăugat disc magnetic | Benzi de hârtie perforate, disc magnetic | Discuri magnetice si optice |
Soluții software cheie | Limbaje de programare universale, traducători | Sisteme de operare batch care optimizează traducătorii | Sisteme de operare interactive, limbaje de programare structurate | Software prietenos, sisteme de operare în rețea |
Modul de funcționare computer | Program unic | Lot | Împărțirea timpului | Muncă personală și procesare în rețea |
Scopul utilizării unui computer | Calcule științifice și tehnice | Calcule tehnico-economice | Calcule de gestiune si economice | Servicii de telecomunicatii, informatii |
Tabelul 4
Principalele caracteristici ale calculatoarelor autohtone de a doua generație
Parametru | În primul rând | |||||
Hrazdan-2 | BESM-4 | M-220 | Ural-11 | Minsk-22 | Ural-16 | |
Direcționare | 2 | 3 | 3 | 1 | 2 | 1 |
Formular de prezentare a datelor | Punctul de plutire | Punctul de plutire | Punctul de plutire | separate prin virgula, simbolic | separate prin virgula, simbolic | Plutitor și fix separate prin virgula, simbolic |
Lungimea cuvântului de mașină (dimensiune dublă) | 36 | 45 | 45 | 24 | 37 | 48 |
Viteza (op/s) | 5 mii | 20 de mii | 20 de mii | 14-15 mii | 5 mii | 100 de mii |
RAM, tip, capacitate (cuvinte) | Nucleul produsului 2048 | Nucleul produsului 8192 | miez comercial 4096-16 384 | miez comercial 4096-16 384 | miez comercial | miez de produs 8192-65 536 |
VZU, tip, capacitate (cuvinte) | NML 120 mii | NML 16 milioane | NML 8 milioane | NML până la 5 milioane | NML 12 milioane NMB130 mii. |
În calculatoarele de generația a cincea, ar trebui să existe o tranziție calitativă de la procesarea datelor la procesarea cunoștințelor.
Arhitectura calculatoarelor din generația a cincea va conține două blocuri principale. Unul dintre ele este un computer tradițional, dar lipsit de comunicare cu utilizatorul. Această comunicare este realizată de o interfață inteligentă. Se va rezolva și problema descentralizării calculului folosind rețele de calculatoare.
Pe scurt, conceptul de bază al unui computer de generația a cincea poate fi formulat după cum urmează:
1. Calculatoare pe microprocesoare ultracomplexe cu o structură vectorială paralelă, executând simultan zeci de instrucțiuni de program secvenţiale.
2. Calculatoare cu multe sute de procesoare de lucru paralele, permițând construirea de sisteme de prelucrare a datelor și a cunoștințelor, sisteme informatice de rețea eficiente.
Până în secolul al XVII-lea activitatea societății în ansamblu și a fiecărei persoane în mod individual a vizat stăpânirea substanței, adică cunoașterea proprietăților substanței și producerea de instrumente mai întâi primitive, iar apoi tot mai complexe, până la mecanisme și mașini care permit producerea de valori de consum.
Apoi, în procesul de formare a societății industriale, a ieșit în prim-plan problema stăpânirii energiei – mai întâi termică, apoi electrică și în final atomică.
La sfârşitul secolului al XX-lea. umanitatea a intrat într-o nouă etapă de dezvoltare – etapa construirii unei societăți informaționale.
La sfârşitul anilor '60. D. Bell a remarcat transformarea unei societăți industriale într-o societate informațională.
Cea mai importantă sarcină a societății este de a restabili canalele de comunicare în noile condiții economice și tehnologice pentru a asigura o interacțiune clară între toate domeniile dezvoltării economice, științifice și sociale, atât în țările individuale, cât și la scară globală.
Un computer modern este un dispozitiv universal, multifuncțional, electronic automat pentru lucrul cu informații.
În 1642, când Pascal avea 19 ani, a fost realizat primul model funcțional al unei mașini de adăugare.
În 1673, Leibniz a inventat un dispozitiv mecanic pentru calcule (calculator mecanic).
În 1804, inginerul Joseph-Marie Jacquard a construit o mașină complet automatizată (mașină Jaccard), capabilă să reproducă modele complexe. Funcționarea mașinii a fost programată folosind un pachet de cărți perforate, fiecare controlând o lovitură a navetei.
În 1822, C. Babbage a construit un motor de diferențe (model de testare), capabil să calculeze și să imprime tabele matematice mari. Ulterior, i-a venit ideea de a crea un motor analitic mai puternic. Ea nu numai că trebuia să rezolve probleme matematice de un anumit tip, ci și să efectueze diverse operații de calcul în conformitate cu instrucțiunile date de operator.
Contesa Augusta Ada Lovelace a lucrat cu Charles Babbage pentru a crea programe pentru mașinile sale de calcul. Lucrarea ei în acest domeniu a fost publicată în 1843.
J. Boole este considerat pe drept părintele logicii matematice. O ramură a logicii matematice, algebra booleană, poartă numele lui. J. Boole a inventat un fel de algebră - un sistem de notație și reguli aplicate la tot felul de obiecte, de la numere și litere până la propoziții (1854).
Modele de mașini de adăugare, primul dintre care a fost proiectat nu mai târziu de 1876. Mașina de adăugare a lui Cebyshev a fost unul dintre cele mai originale computere pentru acea vreme. În proiectele sale, Cebyshev a propus principiul transmiterii continue a zecilor și tranziția automată a căruciorului de la cifră la cifră în timpul înmulțirii.
În 1904, Alexey Nikolaevich Krylov a propus proiectarea unei mașini pentru integrarea ecuațiilor diferențiale obișnuite. În 1912, a fost construită o astfel de mașină.
Si altii.
Un calculator electronic (calculator), un computer, este un ansamblu de mijloace tehnice concepute pentru prelucrarea automată a informațiilor în procesul de rezolvare a problemelor informatice și de calcul.
Calculatoarele pot fi clasificate în funcție de o serie de caracteristici, în special:
Reprezentarea fizică a informațiilor prelucrate;
Generații (etapele creației și elementul de bază).
A început să fie numit aritmetic-logic. A devenit principalul dispozitiv al computerelor moderne. Astfel, două genii ale secolului al XVII-lea au stabilit primele repere în istoria dezvoltării tehnologiei de calcul digital. Meritele lui V. Leibniz nu se limitează însă la crearea unui „dispozitiv aritmetic”. Din anii de studenție până la sfârșitul vieții, a studiat proprietățile sistemului binar...
...) și tehnologie modernă, al cărei nivel de dezvoltare determină în mare măsură progresul în producția de echipamente informatice. La noi, calculatoarele electronice sunt de obicei împărțite pe generații. Tehnologia calculatoarelor se caracterizează, în primul rând, prin schimbarea rapidă a generațiilor - în timpul scurtei sale istorii de dezvoltare, patru generații s-au schimbat deja, iar acum lucrăm la computerele din a cincea...