5. Istoria dezvoltării tehnologiei informatice și tehnologia Informatiei: principalele generații de calculatoare, caracteristicile lor distinctive.
Instrumentul principal de informatizare este un computer (sau computer). Omenirea a parcurs un drum lung înainte de a ajunge la stadiul tehnicii în calcul.
Principalele etape ale dezvoltării tehnologiei informatice sunt:
I. Manual – din mileniul 50 î.Hr e.;
II. Mecanic - de la mijlocul secolului al XVII-lea;
III. Electromecanic - din anii '90 ai secolului XIX;
IV. Electronică - încă din anii patruzeci ai secolului XX.
I. Perioada manuală a automatizării calculatoarelor a început în zorii civilizaţiei umane. S-a bazat pe utilizarea degetelor de la mâini și de la picioare. Numărarea prin gruparea și deplasarea obiectelor a fost precursorul numărării abacului, cel mai avansat dispozitiv de numărare al antichității. Abacul care a supraviețuit până în prezent este un analog al abacului din Rusia.
La începutul secolului al XVII-lea, matematicianul scoțian J. Napier a introdus logaritmii, care au revoluționat numărarea. Rigla de calcul inventată de el a fost folosită cu succes în urmă cu cincisprezece ani, slujind inginerilor de peste 360 de ani. Este, fără îndoială, punctul culminant al instrumentelor de calcul din perioada automatizării manuale.
II. Dezvoltarea mecanicii în secolul al XVII-lea a devenit o condiție prealabilă pentru crearea de dispozitive și instrumente de calcul folosind metoda mecanică de calcul. Iată cele mai semnificative rezultate:
1623 - Omul de știință german W. Schickard descrie și implementează într-o singură copie o mașină de calcul mecanică concepută pentru a efectua patru operații aritmetice
1642 - B. Pascal a construit un model de operare cu opt cifre al unei mașini de însumare de calcul.
din 50 de astfel de aparate
1673 - Matematicianul german Leibniz creează prima mașină de adăugare care poate efectua toate cele patru operații aritmetice.
1881 - organizarea producției în serie a mașinilor de adăugare.
Matematicianul englez Charles Babbage a creat un calculator capabil să calculeze și să imprime tabele numerice. Al doilea proiect al lui Babbage a fost un motor analitic conceput pentru a calcula orice algoritm, dar proiectul nu a fost niciodată implementat.
Lady Ada Lovelace a lucrat în același timp cu savantul englez.
Ea a prezentat multe idei și a introdus o serie de concepte și termeni care au supraviețuit până în zilele noastre.
III. Stadiul electromecanic al dezvoltării TV
1887 - crearea de către G. Hollerith în SUA a primului complex de calcul și analitic
Una dintre cele mai cunoscute aplicații ale sale este procesarea rezultatelor recensământului populației din mai multe țări, inclusiv Rusia. Mai târziu, firma lui Hollerith a devenit una dintre cele patru firme care au pus bazele celebrei corporații IBM.
Începutul - anii 30 ai secolului XX - dezvoltarea complexelor calcul-analitice. Bazat pe astfel
se creează complexe centre de calcul.
1930 - W. Bush dezvoltă un analizor diferenţial, care a fost folosit ulterior în scopuri militare.
1937 - J. Atanasov, K. Berry creează o mașină electronică ABC.
1944 - G. Aiken dezvoltă și creează o mașină de calcul controlată MARK-1. În viitor, au fost implementate mai multe modele.
1957 - ultimul proiect major de tehnologie de calcul releu - RVM-I a fost creat în URSS, care a fost operat până în 1965.
IV. Etapa electronică, al cărei început este asociat cu crearea în Statele Unite la sfârșitul anului 1945 a computerului electronic ENIAC.
V. Calculatoarele din a cincea generație trebuie să îndeplinească următoarele cerințe funcționale calitativ noi:
pentru a asigura ușurința în utilizare a computerelor; procesarea interactivă a informațiilor folosind limbaje naturale, oportunități de învățare. (intelectualizare pe computer);
îmbunătățirea instrumentelor pentru dezvoltatori;
îmbunătățește caracteristicile de bază și performanța calculatoarelor, asigură diversitatea acestora și adaptabilitate ridicată la aplicații.
- 1623 Prima „mașină de numărat” de William Schickard. Acest aparat destul de greoi ar putea aplica operații aritmetice simple (adunare, scădere) cu numere de 7 cifre.
- 1644 „Calculatorul” lui Blaise Pascal este prima mașină de numărat cu adevărat populară care efectuează operații aritmetice pe numere de 5 cifre.
- 1668 Calculatorul lui Ser Samuel Morland pentru tranzacții financiare.
- 1674 Wilhelm Godfried von Leibniz a construit un contor mecanic
o mașină care știa să facă nu numai adunări și scăderi, ci și înmulțiri!
- 1820 Primul calculator este „Mașina de adăugare” a lui Charles de Colmar. A rămas pe piață (cu unele îmbunătățiri) timp de 90 de ani!
- 1834 Celebrul „Analytical Engine” de Charles Babbage a fost primul computer programabil care a folosit programe primitive pe carduri perforate.
- 1871 Babbage a creat un prototip de dispozitiv analitic computerizat și un dispozitiv de imprimare - o imprimantă.
- 1886 Dorr Felt a creat Comptometrul, primul dispozitiv de introducere a datelor bazat pe tastatură.
- 1890 În Statele Unite, a fost efectuat un recensământ al populației - pentru prima dată, „mașina de numărat” creată de Herman Hollrith a participat la aceasta.
- 1935 Corporația IBM (International Business Machines) a lansat producția de mașini de calcul de masă IBM-601.
- 1937 Matematicianul Alan Turing a creat un „model matematic” al unui computer numit „Mașina Turing”.
- 1938 Kondrad Zuse, un prieten și coleg al celebrului Werner von Braun, a creat unul dintre primele computere din Berlin - V1.
- 1943 Howard Aiken creează „ASCC Mark I”, mașina considerată a fi bunicul computerelor moderne. Greutatea sa era de peste 7 tone și era compusă din 750.000 de părți. Mașina a fost folosită în scopuri militare - pentru calcularea tabelelor de artilerie.
- 1945 John von Neumann a dezvoltat un model teoretic de proiectare a computerelor - prima descriere din lume a unui computer folosind programe încărcate extern. În același an, Mauchly și Eckert au creat ENIAC, cel mai ambițios și mai puternic computer cu tuburi al epocii. Calculatorul cântărește peste 70 de tone și conține aproape 18 mii de tuburi vidate. Frecvența de funcționare a computerului nu depășește 100KHz (câteva sute de operații pe secundă).
- 1956 Primul computer bazat pe tranzistori este creat la Institutul de Tehnologie din Massachusetts. În același an, IBM a creat primul dispozitiv de stocare - un prototip de hard disk - hard disk-ul KAMAS 305.
- 1958-1959 D. Kilby și R. Noyce au creat un circuit unic de porți logice
suprafața unui cristal de siliciu conectat prin contacte de aluminiu -
primul prototip de microprocesor, un circuit integrat.
- 1960 AT a dezvoltat primul modem.
- 1963 Douglas Engelbart a primit un brevet pentru manipulatorul inventat de el - „șoarece”.
- 1968 Intel este fondată de Robert Neuss și Gordon Moore.
- 1969 Intel introduce primul cip RAM de 1KB. În același an, Xerox creează o tehnologie de copiere cu laser a imaginilor, care în mulți ani va sta la baza tehnologiei de imprimare a imprimantelor laser. Primele „copiatoare”.
- 1971 La cererea producătorului japonez de calculatoare Busicom, echipa de dezvoltare Intel condusă de Ted Hoff creează primul microprocesor Intel-4004 pe 4 biți. Viteza procesorului este de 60 de mii de operații pe secundă. În același an, o echipă și cercetători de la IBM San Jose Lab creează prima „dischetă” de 8 inchi.
- 1972 Noul microprocesor Intel este Intel-8008 pe 8 biți. Xerox construiește primul microcomputer Dynabook, puțin mai mare decât un notebook.
- 1973 Un prototip al primului computer personal este creat la Centrul de cercetare și dezvoltare Xerox. Primul personaj care apare pe ecran este Korzhik, un personaj din serialul de televiziune pentru copii Sesame Street. În același an, Scelbi Computer Consulting Company a lansat primul computer personal de la raft echipat cu un procesor Intel-8008 și 1 KB de RAM. În același an, IBM a introdus hard diskul IBM 3340. Capacitatea discului era de 16 KB, conținea 30 de cilindri magnetici cu 30 de piste fiecare. Din această cauză, a fost numit "Winchester" (30/30 "- marca celebrei puști.) Și în același an, Bob Matcalf inventează un sistem de comunicație computerizat numit Ethernet.
- 1974 Noul procesor Intel este Intel-8080 pe 8 biți. Viteză de 640 de mii de operații pe secundă. În curând apare pe piață un computer ieftin Altair, bazat pe acest procesor, care rulează sistemul de operare CP/M. În același an, primul procesor a fost lansat de principalul concurent al Intel în anii 70 - Zilog.
- 1975 IBM lansează primul laptop. Prima piesă muzicală redată pe computer a fost melodia piesei The Beatles „Fool On The Hill”.
- 1976 Advanced Micro Devices (AMD) este autorizat să copieze instrucțiuni și microcod pentru procesoarele Intel. Începutul „războiului procesatorului”. În același an, Steve Wozniak și Steve Jobs asamblează un computer Apple în propriul lor atelier de garaj. Și pe 1 aprilie a aceluiași an, s-a născut Apple Computer. Computerul Apple I iese la vânzare cu un preț foarte sacramental de 666,66 USD.
- 1977 Calculatoarele principale Commodore și Apple II sunt puse în vânzare. Care
- 1977 Calculatoarele principale Commodore și Apple II sunt puse în vânzare. Care este echipat cu 4 KB RAM, 16 KB memorie permanentă, tastatură și display. Prețul pentru toată distracția este de 1300 USD. Apple II primește un plus elegant - o unitate de dischetă.
- 1978 Intel introduce un nou microprocesor - Intel-8086 pe 16 biți, tactat la 4,77 MHz (330 de mii de operații pe secundă). A fondat Hayes - viitor lider în producția de modem.Commodore a lansat primele imprimante matriciale de pe piață.
- 1979 Apariția procesorului Intel-8088, precum și primele jocuri video și console de computer pentru acestea. Compania japoneză NEC produce primul microprocesor din această țară. Hayes lansează primul modem de 300 baud pentru noul computer Apple.
- 1980 Calculatorul Atari devine cel mai popular computer al anului. Seagate Technologies introduce primul hard disk pentru computere personale - un hard disk de 5,25 inchi.
- 1981 Apare computerul Apple III. Intel introduce primul coprocesor. A fost fondată Creative Technology (Singapore) - creatorul primei plăci de sunet. Primul hard disk de masă cu o capacitate de 5 MB și un cost de 1.700 USD apare la vânzare.
- 1982 Pe piață apare un nou model de la IBM - celebrul IBM PC AT - și primele clone ale IBM PC. IBM introduce procesorul pe 16 biți 80286. Frecvența de operare este de 6 MHz. (1,5 milioane de operații pe secundă). Hercules introduce prima placă grafică alb-negru - Hercules Graphics Adapter (HGA).
- 1983 Commodore lansează primul computer portabil cu afișaj color (5 culori). Greutatea computerului este de 10 kg, prețul este de 1600 USD. IBM dezvăluie IBM PC XT, complet cu un hard disk de 10 MB, o unitate de dischetă de 360 KB și 128 (mai târziu 768) KB de RAM. Prețul computerului a fost de 5.000 de dolari. Al milionul de computer Apple II lansat. Apar primele SIMM-uri. Philips și Sony introduc în lume tehnologia CD-ROM.
- 1984 Apple lansează un modem de 1200 baud. Hewlett-Packard lansează prima serie LaserJet de până la 300 dpi. Philips lansează prima unitate CD-ROM. IBM introduce primele monitoare și adaptoare video EGA (16 culori, rezoluție - 630x350 dpi), precum și monitoare profesionale de 14 inchi care acceptă 256 de culori și o rezoluție de 640x480 de puncte.
- 1985 Procesor nou de la Intel - 80386DX pe 32 de biți (cu coprocesor încorporat). Frecvența de operare este de 16 MHz, viteza este de aproximativ 5 milioane de operații pe secundă. Primul modem de la U. S. Robotics este Courier 2400 baud.
- 1986 Primul videoclip animat cu efecte sonore este afișat pe un computer Amiga. Nașterea tehnologiei multimedia. Apariția standardului SCSI (Small Computer System Interface).
- 1987 Intel introduce o nouă variantă a procesorului 80386DX cu o frecvență de operare de 20 MHz. Primul standard de emisie pentru monitoare este aprobat de Institutul Național Suedez pentru Control și Măsurare. U. S. Robotics introduce modemul Courier HST 9600
- 1988 Compaq lansează primul computer cu 640 KB de RAM, memoria standard pentru toate generațiile ulterioare de DOS. Hewlett-Packard lansează prima imprimantă cu jet de cerneală DeskJet. Steve Jobs și compania pe care a fondat-o, NexT, lansează prima stație de lucru echipată cu un nou procesor Motorola, o capacitate de memorie fantastică pentru acea vreme (8 MB), un monitor de 17 inchi și un hard disk de 256 MB. Prețul computerului este de 6500 USD.
- 1989 Creative Labs introduce Sound Blaster 1.0, o placă de sunet mono pe 8 biți. Nașterea standardului SuperVGA (800x600 pixeli cu suport pentru 16 mii de culori).
- 1990 Nașterea Internetului. Intel introduce un nou procesor, 80486SX pe 32 de biți. Viteză de 27 de milioane de operații pe secundă. IBM introduce un nou standard pentru plăcile video - XGA - ca înlocuitor pentru tradiționalul VGA (rezoluție 1024x768 cu 65K culori).
- 1991 Apple introduce primul scaner portabil monocrom. AMD introduce „clone” îmbunătățite ale procesoarelor Intel, 386DX la 40 MHz și 486SX la 20 MHz. Prima placă de muzică stereo este Sound Blaster Pro pe 8 biți.
- 1992 NEC lansează prima sa unitate CD-ROM cu viteză dublă (2x).
- 1993 Intel introduce un nou standard de magistrală PCI și slot. Primul procesor din următoarea generație de procesoare Intel este Pentium pe 32 de biți. Frecvența de operare de la 60 MG, viteza - de la 100 de milioane de operații pe secundă. Microsoft și Intel lucrează cu marii producători de PC-uri pentru a dezvolta tehnologia Plug & Play (plug and play) care permite computerului să recunoască automat noi dispozitive și să le configureze.
- 1994 Iomega introduce unități și unități ZIP și JAZ - o alternativă
dischete existente 1. 44 MB. US Robotics lansează primul modem de 28800 baud.
- 1995 A fost anunțat standardul pentru noi medii pe discuri laser - DVD. AMD lansează cel mai recent procesor din generația 486, AMD 486DX-120. Intel introduce procesorul Pentium Pro pentru stații de lucru puternice. 3dfx lansează chipsetul Voodoo, care a stat la baza primelor acceleratoare grafice 3D pentru computerele de acasă. Primii ochelari și căști de „realitate virtuală” pentru computerele de acasă.
- 1996 Nașterea magistralei USB. Intel lansează procesorul Pentium MMX cu suport pentru noi instrucțiuni multimedia. Începutul producției de monitoare LCD produse în serie pentru computerele de acasă.
- 1997 Sunt introduse procesoare Pentium II și alternative AMD K6. Primele unități DVD. Lansarea primelor plăci de sunet PCI. Port grafic nou AGP.
- 1998 Apple lansează noul iMac, plin de putere și design izbitor. Lansarea procesoarelor Celeron cu cache L2 redusă. „Revoluție tridimensională”: pe piață apar o duzină de noi modele de acceleratoare tridimensionale, integrate în plăcile video obișnuite. Pe parcursul anului, producția de plăci video fără acceleratoare 3D a fost întreruptă.
- 1999 Lansarea noilor procesoare Pentium III.
- 2000-2003 Rivalitate acerbă între Intel și AMD, care a dus la crearea procesoarelor cu o viteză terifiantă de 3200 MHz. Acest lucru a dus și la creșterea memoriei RAM, a volumului hard disk-urilor, plăcilor video etc.
Majoritatea oamenilor par să creadă că termenii „computing” și „computing” sunt sinonimi și îi asociază cu echipamente fizice, cum ar fi un microprocesor, afișaj, discuri, imprimante și alte dispozitive care atrag atenția oamenilor atunci când o persoană vede computerul Deși aceste dispozitive sunt important, ele constituie încă doar „vârful aisbergului.” În stadiul inițial de utilizare a unui computer modern, nu avem de-a face cu computerul în sine, ci cu un set de reguli, numite limbaje de programare, care indică acțiunile care trebuie să fie realizat computer.Importanța unui limbaj de programare este subliniată de faptul că o mașină de calcul în sine poate fi privită ca un interpret hardware pentru un anumit limbaj, care se numește limbaj mașină.Pentru a asigura funcționarea eficientă a unei mașini, limbaje mașină au fost dezvoltate, a căror utilizare prezintă anumite dificultăți pentru oameni. Aceste inconveniente sunt depășite de prezența uneia sau mai multor limbi concepute pentru a îmbunătăți comunicarea om-mașină. Flexibilitatea unui computer se manifestă prin faptul că poate executa programe de traducere (în cazul general, se numesc compilatoare sau interpreți) pentru a converti programe din limbaje orientate spre utilizator în programe în limbaj mașină. (La rândul lor, chiar și programele în sine, jocurile, shell-urile de sistem nu sunt altceva decât un program de traducere destul de simplu, care, așa cum funcționează, sau un joc, se adresează cu comenzile sale către „interiorul și exteriorul computerului”, transpunându-și comenzile în mașină. limbi. Și toate acestea se întâmplă în timp real.)
Rapanovici Ivan
Cercetare
Descarca:
Previzualizare:
Instituție de învățământ municipală școala secundară Orekhovskaya
Conferința științifică și practică școlară pentru școlari „Pas în viitor»
Completat de: Rapanovici Ivan
elev de clasa a VI-a
Cap: Demidova
Nadejda Alexandrovna
Orekhovo 2009
INTRODUCERE
Numărarea - mijloace decisive înainte de apariția computerelor
Prima generatie. Calculatoare cu tub vid
A doua generație. Calculatoare cu tranzistori
Generația a treia. Circuite integrate
A PATRA GENERAȚIE. CIRCUITE MARI INTEGRATE
CONCLUZIE
BIBLIOGRAFIE
Introducere.
Nevoie face calcule a existat dintotdeauna. Oamenii, în efortul de a îmbunătăți procesul de calcul, au inventat tot felul de dispozitive. Acest lucru este dovedit de abacul grecesc și schotes rusești și serobianul japonez și multe alte dispozitive. În secolul al XVII-lea au fost create primele mașini de calcul mecanice, în secolul al XIX-lea s-au răspândit.
Cel mai uimitor dispozitiv, numit mai întâi o mașină electronică de calcul (ECM) și apoi un computer, a fost prezentat omului până în secolul al XX-lea.
Ideea de a clasifica mașinile pe generații se datorează faptului că în scurta istorie a dezvoltării sale, tehnologia informatică a suferit o mare evoluție atât în ceea ce privește baza elementului (lămpi, tranzistori, microcircuite etc.), cât și în ceea ce privește schimbarea structurii sale, apariția de noi oportunități, extinderea domeniilor de aplicare și a naturii de utilizare.
Ţintă această lucrare constă: în studiul istoriei dezvoltării tehnologiei informatice
Sarcini :
aflați cum s-au îmbunătățit computerele pe măsură ce au evoluat;
afla ce se intelege prin „generare de calculatoare”;
trageți o concluzie despre munca depusă;
generează un interes pozitiv pentru informatică
Numărarea - mijloace decisive înainte de apariția computerelor.
Istoria calculatoarelor are secole în urmă, la fel ca istoria omenirii. Acumularea rezervelor, împărțirea producției, schimbul - toate aceste acțiuni sunt asociate cu calcule. Pentru numărare, oamenii foloseau degete, pietricele, bețe, noduri etc.
Unul dintre primele aparate (secolele 5 - 4 î.Hr.), care a facilitat calculele, poate fi considerat un dispozitiv special, numit ulterior abac. Inițial a fost o placă presărată cu un strat subțire de nisip fin sau pulbere de argilă albastră. Era posibil să scrieți litere și cifre pe el cu un băț ascuțit. Ulterior, abacul a fost îmbunătățit și calculele pe acesta au fost deja efectuate prin mișcarea oaselor și pietricelelor în caneluri longitudinale, iar plăcile în sine au început să fie făcute din bronz, piatră, fildeș etc. De-a lungul timpului, aceste plăci au început să fie trase în mai multe fâșii și coloane. Japonezii au numit acest dispozitiv „serobyan”, chinezii l-au numit „suan – pan”.
V Rus antic la numărare, se folosea un dispozitiv asemănător cu un abac și se numea „shot rusesc”. În secolul al XVII-lea, acest dispozitiv avea deja forma de abac rusesc, care poate fi găsit astăzi.
La începutul secolului al XVII-lea, prima mașină de calcul din lume, numită Pascaline, a fost inventată de tânărul matematician și fizician francez Blaise Pascal.
Care a făcut adunarea și scăderea.
Între 1970 și 1980, matematicianul german Gottfried Leibniz a construit o mașină de calcul care a efectuat toate cele patru operații aritmetice.
În 1978, omul de știință rus P. Chebyshev a construit o mașină de calcul care efectua adunarea și scăderea numerelor cu mai multe cifre.
În 1984, inginerul din Sankt Petersburg Odner a proiectat o mașină de adăugare care a efectuat toate cele patru operații aritmetice.
În secolul 30, în țara noastră a fost dezvoltată o mașină de adăugare mai avansată „Felix”.
Un eveniment important al secolului al XX-lea a fost inventarea matematicianului englez Charles Babbage, care a intrat în istorie drept inventatorul primei mașini de calcul - prototipul computerului modern. În 1812, a început să lucreze la așa-numita mașină „diferență”. Până în 1822 construise un mic model de lucru și
a calculat un tabel de pătrate pe el. În 1833 a început să dezvolte un motor analitic. Trebuia să se deosebească de diferența de motor prin viteza mai mare și designul mai simplu. Mașina trebuia să fie alimentată cu abur.
Din păcate, din cauza dezvoltării insuficiente a tehnologiei, proiectul Babbage nu a fost implementat.
Necesitatea automatizării calculelor în cadrul recensământului din SUA l-a determinat pe Heinrich Hollerith să creeze în 1888 un dispozitiv numit tabulator, în care informațiile imprimate pe carduri perforate erau descifrate folosind un curent electric. În 1924, Hollerith a fondat IBM pentru producția în serie de tabulatoare.
Prima generatie.
Calculatoare cu tub electronic.
Calculatoarele bazate pe tuburi vid au apărut în anii 40 ai secolului XX. Primul tub de vid, dioda de vid, nu a fost construit de Fleming până în 1904, deși efectul curentului electric care trece printr-un vid a fost descoperit de Edison în 1883. Curând, Lee de Forrest inventează o triodă cu vid - o lampă cu trei electrozi, apoi apare o lampă electronică umplută cu gaz - un tiratron, o lampă cu cinci electrozi - un pentod etc.. Până în anii 1930, vidul electronic și umplut cu gaz lămpile au fost folosite în principal în inginerie radio. Dar în 1931 englezul Vinnie-Williams a construit (pentru nevoile fizicii experimentale) un contor tiratron de impulsuri electrice, deschizând astfel un nou domeniu de aplicare a tuburilor electronice. Contorul electronic este format dintr-o serie de declanșatoare. Declanșatorul, inventat de M. A. Bonch-Bruyevich (1918) și – independent – de americanii W. Ickles și F. Jordan (1919), conține 2 lămpi și în fiecare moment poate fi într-una din cele două stări stabile; este un releu electronic. Ca și electromecanic, poate fi folosit pentru a stoca o cifră binară.
Utilizarea unui tub cu vid ca element principal al unui computer a creat multe probleme. Datorită faptului că înălțimea lămpii de sticlă este de 7cm, mașinile erau uriașe. La fiecare 7-8 minute. una dintre lămpi era nefuncțională și, deoarece erau 15 - 20 de mii de ele în computer, a fost nevoie de mult timp pentru a găsi și înlocui lampa deteriorată. În plus, acestea generau o cantitate uriașă de căldură și erau necesare sisteme speciale de răcire pentru a funcționa computerul „modern” al vremii.
A fost nevoie de echipe de ingineri pentru a descoperi circuitele complicate ale unui computer imens. Nu existau dispozitive de intrare în aceste computere, așa că datele au fost introduse în memorie prin conectarea mufei necesare la priza necesară.
Exemple de mașini de prima generație sunt MARCA 1, ENIAC EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) a fost prima mașină cu un program stocat. UNIVAC (calculator automat universal). Prima copie a Univac a fost predată Biroului de Recensământ al Statelor Unite. Ulterior, au fost create multe modele Univac diferite, care și-au găsit aplicație în diverse domenii de activitate. Astfel, Univac a devenit primul computer serial. De asemenea, a fost primul computer care a folosit bandă magnetică în loc de carduri perforate.
A doua generație.
Calculatoare cu tranzistori.
La 1 iulie 1948, pe o pagină de radio și televiziune a New York Times a fost postat un raport umil conform căruia Bell Telephone Laboratories a dezvoltat un dispozitiv electronic capabil să înlocuiască un tub cu vid. Fizicianul teoretician John Bardeen și experimentatorul principal al companiei, Walter Brightten, au creat primul tranzistor operabil. Era un dispozitiv de contact punctual în care trei „vârle” metalice erau în contact cu o bară de germaniu policristalin.
Primele calculatoare bazate pe tranzistori au apărut la sfârșitul anilor 50, iar la mijlocul anilor 60 au fost create dispozitive externe mai compacte, ceea ce a permis Digital Equipment să lanseze în 1965 primul mini-computer PDP-8 de dimensiunea unui frigider (!! ) și a costat doar 20 de mii de dolari (!!).
Crearea tranzistorului a fost precedată de o muncă persistentă, de aproape 10 ani, pe care fizicianul teoretician William Shockley a început în 1938. Utilizarea tranzistorilor ca element principal în calculatoare a dus la o scădere a dimensiunii computerelor de sute de ori și la creșterea fiabilității acestora.
Și totuși, cea mai uimitoare capacitate a tranzistorului este că singur este capabil să funcționeze pentru 40 de tuburi vidate și, în același timp, să lucreze la o viteză mai mare, să genereze foarte puțină căldură și să nu consume aproape deloc electricitate. Concomitent cu procesul de înlocuire a tuburilor electronice cu tranzistori, metodele de stocare a informațiilor au fost îmbunătățite. Cantitatea de memorie a crescut, iar banda magnetică, folosită pentru prima dată în computerul Univac, a început să fie folosită atât pentru intrarea, cât și pentru ieșirea informațiilor. Și la mijlocul anilor '60, stocarea informațiilor pe discuri a devenit larg răspândită. Progresele mari în arhitectura computerelor au făcut posibilă atingerea unei viteze de un milion de operații pe secundă! Exemple de calculatoare cu tranzistori sunt Stretch (Anglia), Atlas (SUA). La acea vreme, URSS a ținut pasul cu vremurile și a produs computere de clasă mondială (de exemplu, „BESM-6”).
Generația a treia.
Circuite integrate.
Așa cum apariția tranzistoarelor a dus la crearea celei de-a doua generații de calculatoare, apariția circuitelor integrate a prevestit noua etapaîn dezvoltarea tehnologiei informatice - nașterea mașinilor de a treia generație. Un circuit integrat, numit și cristal, este o miniatură circuit electronic gravat pe suprafața unui cristal de siliciu cu o suprafață de aproximativ 10 mm 2 .
Prima și integralele din hem (IS ) a apărut în 1964. La început, au fost folosite numai în spațiu și în tehnologia militară. Acum pot fi găsite oriunde, inclusiv mașini și electrocasnice. În ceea ce privește computerele, acestea sunt pur și simplu de neconceput fără circuite integrate!
Apariția IC a însemnat o adevărată revoluție în calcul. La urma urmei, ea singură este capabilă să înlocuiască mii de tranzistori, fiecare dintre care, la rândul său, a înlocuit deja 40 de tuburi electronice. Cu alte cuvinte, un cristal minuscul are aceeași putere de calcul ca un Eniak de 30 de tone! Viteza computerului din a treia generație a crescut de 100 de ori, iar dimensiunile au scăzut semnificativ.
La toate avantajele calculatoarelor din generația a treia s-a adăugat și faptul că producția lor s-a dovedit a fi mai ieftină decât producția de calculatoare din a doua generație. Datorită acestui fapt, multe organizații au putut să achiziționeze și să stăpânească astfel de mașini. Și acest lucru, la rândul său, a condus la o creștere a cererii de calculatoare de uz general concepute pentru a rezolva o varietate de probleme. Majoritatea calculatoarelor create anterior erau mașini specializate, pe care era posibil să se rezolve problemele unuia tip.
Generația a patra.
Circuite integrate mari.
Știți deja că părțile electromecanice ale mașinilor de calcul au făcut loc tuburilor electronice, care la rândul lor au făcut loc tranzistorilor, iar acestea din urmă circuitelor integrate. S-ar putea avea impresia că capacitățile tehnice ale computerului au fost epuizate. Într-adevăr, la ce vă mai puteți gândi?
Pentru a obține un răspuns la această întrebare, să ne întoarcem la începutul anilor 70. În acest moment s-a încercat să se afle dacă mai mult de un circuit integrat ar putea fi plasat pe un cip. S-a dovedit că poți! Dezvoltarea microelectronicii a condus la crearea posibilității de a plasa mii de circuite integrate pe un singur cristal. Deci, deja în 1980, a fost posibil să plasați procesorul central al unui computer mic pe un cristal cu o suprafață de doar un sfert de inch pătrat (1,61 cm 2 ). Era microcalculatoarelor a început.
Care este viteza unui microcomputer modern? Este de 10 ori mai mare decât viteza unui computer de a treia generație bazat pe circuite integrate, de 1000 de ori mai mare decât viteza unui computera doua generație petranzistori și de 100.000 de ori - viteza calculatoarelor electronice din prima generație.
Mai mult, acum aproape 40 de ani computere precum Univac costau aproximativ 2,5 milioane de dolari. Astăzi, un computer cu o viteză mult mai mare, capabilități mai largi, fiabilitate mai mare, dimensiuni semnificativ mai mici și mai ușor de operat costă aproximativ 2.000 de dolari. La fiecare 2 ani, costul unui computer este redus de aproximativ 2 ori.
Un rol foarte mare în dezvoltarea computerelor l-au jucat două firme acum gigant:Microsoft®și Intel®... Primul dintre ele a influențat foarte mult dezvoltarea software-ului pentru computere, al doilea a devenit cunoscut datorită celor mai bune microprocesoare produse de acesta.
Compararea diferitelor generații de calculatoare.
În timpul dezvoltării computerelor, a existat o tendință clară spre reducerea dimensiunii și creșterea performanței. Cu cât baza de elemente a computerelor a fost îmbunătățită, cu atât acestea au devenit mai mici și mai rapide. Acest lucru poate fi arătat prin exemplul următoarei comparații și tabel:
| Foarte mare | Semnificativ mai mic | Minicalculatoare | Microcalculatoare |
|
Raspuns rapid | 1 (conditionat) | 1 000 | 100 000 |
||
Purtătorul de informații | Bandă perforată | Disc magnetic, m. bandă | Disc | Floppy disk |
CONCLUZIE
Care ar trebui să fie computerele din a cincea generație?
Dezvoltarea generațiilor ulterioare de calculatoare se realizează pe baza unor circuite integrate mari cu un grad crescut de integrare, utilizarea principiilor optoelectronice (lasere, holografie). Dezvoltarea se desfășoară și pe calea „intelectualizării” calculatoarelor, eliminării barierei dintre om și computer. Calculatoarele vor percepe informații din text scris de mână sau tipărite, din formulare, dintr-o voce umană, vor recunoaște utilizatorul prin voce și vor traduce dintr-o limbă în alta.
În calculatoarele din a cincea generație, va exista o tranziție calitativă de la procesarea datelor la procesarea cunoștințelor.
Arhitectura următoarei generații de computere va conține două blocuri principale. Unul dintre ele este un computer tradițional, dar acum nu are nicio legătură cu utilizatorul. Această comunicare este realizată de o unitate, așa-numita interfață inteligentă. Sarcina sa este de a înțelege un text scris în limbaj natural și care conține o enunțare a problemei și de a-l traduce într-un program de lucru pentru computer.
În prezent, multe domenii ale activității umane sunt asociate cu utilizarea computerelor. De ce sunt aceste mașini electronice atât de strâns încorporate în viața noastră? Totul este destul de banal. Ei efectuează calcule de rutină și lucrări de proiectare, eliberându-ne creierul pentru sarcini mai necesare și mai responsabile. Drept urmare, oboseala este redusă dramatic și începem să lucrăm mult mai productiv decât fără utilizarea unui computer.
Posibilitățile computerelor moderne uimesc cea mai fertilă imaginație. Sunt capabili să îndeplinească mai multe sarcini în paralel, a căror complexitate este destul de mare. Prin urmare, unii producători se gândesc să creeze inteligență artificială. Chiar și acum, munca unui computer seamănă cu munca unui asistent electronic inteligent al unei persoane.
Primul dispozitiv conceput pentru a facilita numărarea a fost abacul. Cu ajutorul zarurilor s-au putut efectua operații de adunare și scădere și înmulțiri simple.
1642 - Matematicianul francez Blaise Pascal a construit prima mașină de calcul mecanică, Pascalina, care putea adăuga mecanic numere.
1673 - Gottfried Wilhelm Leibniz construiește o mașină de adăugare care poate efectua mecanic patru operații aritmetice.
Prima jumătate a secolului al XIX-lea - Matematicianul englez Charles Babbage a încercat să construiască un dispozitiv de calcul universal, adică un computer. Babbage a numit-o motorul analitic. El a stabilit că computerul trebuie să conțină memorie și să fie controlat de un program. Calculatorul lui Babbage este un dispozitiv mecanic, ale cărui programe sunt stabilite prin intermediul cărților perforate - carduri din hârtie groasă cu informații aplicate folosind găuri (erau deja utilizate pe scară largă la mașinile de țesut la acea vreme).
1941 - Inginerul german Konrad Zuse construiește un mic computer bazat pe mai multe relee electromecanice.
1943 - Howard Aiken a creat un computer numit Mark-1 la una dintre întreprinderile IBM din SUA. A făcut posibilă efectuarea calculelor de sute de ori mai rapid decât manual (folosind o mașină de adăugare) și a fost folosit pentru calcule militare. A folosit o combinație de semnale electrice și acționări mecanice. „Mark-1” avea dimensiuni: 15 * 2-5 m și conținea 750.000 de părți. Mașina a putut înmulți două numere de 32 de biți în 4 secunde.
1943 - În Statele Unite, o echipă de specialiști condusă de John Mauchly și Prosper Eckert a început să proiecteze computerul ENIAC bazat pe tuburi vidate.
1945 - Matematicianul John von Neumann a fost recrutat pentru a lucra la ENIAC, care a pregătit un raport pe acest computer. În raportul său, von Neumann a formulat principiile generale de funcționare a computerelor, adică a dispozitivelor de calcul universale. Până în prezent, marea majoritate a calculatoarelor sunt realizate în conformitate cu principiile stabilite de John von Neumann.
1947 - Eckert și Mauchly încep dezvoltarea primei mașini electronice seriale UNIVAC (Universal Automatic Computer). Primul prototip 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 5.000 de tuburi cu vid. Un dispozitiv 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.
1949 - Primul computer este construit de cercetătorul englez Morns Wilkes, care a întruchipat principiile lui von Neumann.
1951 - J. Forrester a publicat un articol despre utilizarea nucleelor magnetice pentru stocarea informațiilor digitale.Whirlwind-1 a fost primul care a folosit memoria nucleelor magnetice. Era format din 2 cuburi cu 32-32-17 nuclee, care asigurau stocarea a 2048 de cuvinte pentru numere binare pe 16 biți cu un bit de paritate.
1952 - IBM a lansat primul său computer electronic industrial, IBM 701, care era un computer sincron paralel care conținea 4.000 de tuburi vid și 12.000 de diode. Versiunea îmbunătățită a IBM 704 a fost date rapide, indexate și în virgulă mobilă.
După computerul IBM 704, a fost lansată mașina IBM 709, care din punct de vedere arhitectural era aproape de mașinile din a doua și a treia generație. Această mașină a fost prima care a folosit adresarea indirectă și a introdus canale I/O pentru prima dată.
1952 - Remington Rand a lansat UNIVAC-t 103, care a fost primul care a folosit întreruperi software. Remington Rand a folosit o formă algebrică de algoritmi de scriere numită „Cod scurt” (primul interpret creat în 1949 de John Mauchly).
1956 - IBM a dezvoltat capete flotante magnetice. Invenția lor a făcut posibilă crearea unui nou tip de memorie - dispozitive de stocare pe disc (SD), a căror semnificație a fost pe deplin apreciată în deceniile următoare ale dezvoltării tehnologiei computerelor. Primele dispozitive de stocare pe discuri 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 12000 rpm. / min. Pe suprafața discului erau 100 de piste de date, câte 10.000 de caractere fiecare.
1956 - Ferranti a lansat computerul Pegasus, care a fost primul care a întruchipat conceptul de Registre cu scop general (RON). Odată cu apariția RONului, diferența dintre registrele indici și acumulatori a fost eliminată, iar programatorul avea la dispoziție nu unul, ci mai multe registre acumulatoare.
1957 - un grup condus de D. Backus a finalizat lucrările la primul limbaj de programare nivel inalt, numit FORTRAN. Limbajul, implementat pentru prima dată pe computerul IBM 704, a contribuit la extinderea domeniului de aplicare a computerelor.
anii 1960 - Generația a 2-a de calculatoare, elementele logice ale calculatoarelor sunt implementate pe baza dispozitivelor semiconductoare-tranzistoare, sunt dezvoltate limbaje de programare algoritmică precum Algol, Pascal și altele.
anii 1970 - Calculatoare de generația a 3-a, microcircuite integrate care conțin mii de tranzistori pe o placă semiconductoare. OS, limbaje de programare structurată au început să fie create.
1974 - Mai multe companii au anunțat crearea unui computer personal bazat pe microprocesorul Intel-8008 - un dispozitiv care îndeplinește aceleași funcții ca un computer mare, dar conceput pentru un singur utilizator.
1975 - a apărut primul computer personal Altair-8800 distribuit comercial, bazat pe microprocesorul Intel-8080. Acest computer avea doar 256 de octeți de RAM și nu exista tastatură sau ecran.
Sfârșitul anului 1975 - Paul Allen și Bill Gates (viitorii fondatori ai Microsoft) au creat un interpret de bază pentru computerul Altair, permițând utilizatorilor să comunice pur și simplu cu computerul și să scrie cu ușurință programe pentru acesta.
August 1981 - IBM a introdus IBM PC. Un microprocesor Intel-8088 pe 16 biți a fost folosit ca microprocesor principal al computerului, ceea ce a permis lucrul cu 1 megaoctet de memorie.
anii 1980 - Calculatoare de generația a 4-a construite pe circuite integrate la scară largă. Microprocesoarele sunt implementate ca un singur microcircuit, producție în masă de computere personale.
anii 1990 - a 5-a generație de calculatoare, circuite integrate foarte mari. Procesoarele conțin milioane de tranzistori. Apariția rețelelor globale de calculatoare pentru utilizare în masă.
anii 2000 - a 6-a generație de calculatoare. Integrarea calculatoarelor și a aparatelor de uz casnic, calculatoare încorporate, dezvoltare de calcul în rețea.
De îndată ce o persoană a descoperit conceptul de „cantitate”, a început imediat să selecteze instrumente care optimizează și facilitează numărarea. Astăzi, calculatoarele super-puternice, bazate pe principiile calculelor matematice, procesează, stochează și transmit informații - cea mai importantă resursă și motor al progresului uman. Nu este dificil să vă faceți o idee despre cum a avut loc dezvoltarea tehnologiei de calcul, examinând pe scurt principalele etape ale acestui proces.
Principalele etape ale dezvoltării tehnologiei informatice
Cea mai populară clasificare sugerează identificarea cronologică a principalelor etape în dezvoltarea tehnologiei de calcul:
- Etapa manuală. A început în zorii erei umane și a durat până la mijlocul secolului al XVII-lea. În această perioadă au apărut bazele contului. Mai târziu, odată cu formarea sistemelor de numere poziționale, au apărut dispozitive (abac, abac, mai târziu - regulă de calcul), făcând posibilă calcularea prin cifre.
- Etapa mecanică. A început la mijlocul secolului al XVII-lea și a durat aproape până la sfârșitul secolului al XIX-lea. Nivelul de dezvoltare al științei în această perioadă a făcut posibilă crearea dispozitive mecanice care efectuează operații aritmetice de bază și stochează automat cele mai semnificative cifre.
- Etapa electromecanică este cea mai scurtă dintre toate cele unite de istoria dezvoltării tehnologiei informatice. A durat doar aproximativ 60 de ani. Acesta este intervalul dintre inventarea primului tabulator în 1887 și până în 1946, când a apărut primul computer electronic (ENIAC). Noile mașini, care se bazau pe o acționare electrică și un releu electric, au făcut posibilă efectuarea de calcule cu viteză și precizie semnificativ mai mari, dar procesul de numărare trebuia încă controlat de o persoană.
- Etapa electronică a început în a doua jumătate a secolului trecut și continuă și astăzi. Aceasta este istoria a șase generații de computere electronice - de la primele unități gigantice, bazate pe tuburi vid, până la supercomputere moderne ultra-puternice, cu un număr mare de procesoare paralele capabile să execute simultan multe instrucțiuni.
Etapele dezvoltării tehnologiei informatice sunt împărțite în funcție de principiul cronologic mai degrabă condiționat. Într-o perioadă în care erau folosite anumite tipuri de computere, au fost create în mod activ condițiile prealabile pentru apariția următoarelor.
Primele dispozitive pentru numărare
Cel mai vechi instrument de numărare, care cunoaște istoria dezvoltării tehnologiei de calcul, este zece degete pe mâinile omului. Rezultatele numărării au fost înregistrate inițial cu ajutorul degetelor, crestături pe lemn și piatră, bețe speciale, noduri.
Odată cu apariția scrisului, au apărut și s-au dezvoltat diverse moduri de scriere a numerelor, au fost inventate sisteme de numere poziționale (zecimal - în India, 60 - în Babilon).
Din secolul al IV-lea î.Hr., grecii antici au început să numere cu abacul. Inițial, a fost o tabletă plată de lut cu dungi aplicate pe ea cu un obiect ascuțit. Numărarea se făcea prin așezarea unor pietre mici sau a altor obiecte mici pe aceste benzi într-o anumită ordine.
În China, în secolul al IV-lea d.Hr., au apărut conturi în șapte puncte - Xuanpan (Xuanpan). Pe un cadru dreptunghiular din lemn, s-au întins fire sau frânghii - de la nouă sau mai multe. Un alt fir (frânghie), întins perpendicular pe restul, a împărțit suanpanul în două părți inegale. În compartimentul mai mare, numit „pământ”, cinci oase erau înșirate pe fire, în cel mai mic – „rai” – erau două. Fiecare dintre fire corespundea unei zecimale.
Abacul soroban tradițional a devenit popular în Japonia încă din secolul al XVI-lea, din China. În același timp, au apărut și conturi în Rusia.
În secolul al XVII-lea, pe baza logaritmilor descoperiți de matematicianul scoțian John Napier, englezul Edmond Gunter a inventat regula de calcul. Acest dispozitiv a fost îmbunătățit constant și a supraviețuit până în zilele noastre. Vă permite să înmulțiți și să împărțiți numere, să ridicați la puteri, să definiți logaritmi și funcții trigonometrice.
Rigla de calcul a devenit un dispozitiv care completează dezvoltarea tehnologiei informatice în stadiul manual (premecanic).
Primele aparate mecanice de calcul
În 1623, primul „calculator” mecanic a fost creat de omul de știință german Wilhelm Schickard, pe care l-a numit ceasul de numărare. Mecanismul acestui dispozitiv semăna cu un ceas obișnuit, format din roți dințate și stele. Cu toate acestea, această invenție a devenit cunoscută abia la mijlocul secolului trecut.
Un salt cuantic în tehnologia computerelor a fost inventarea mașinii de însumare Pascaline în 1642. Creatorul acestuia, matematicianul francez Blaise Pascal, a început să lucreze la acest dispozitiv când nu avea nici măcar 20 de ani. „Pascalina” era un dispozitiv mecanic sub forma unei cutii cu un număr mare de roți dințate interconectate. Numerele care trebuiau adăugate au fost introduse în mașină prin rotirea unor roți speciale.
În 1673, matematicianul și filozoful saxon Gottfried von Leibniz a inventat o mașină care efectua patru operații matematice de bază și știa să extragă rădăcina pătrată. Principiul funcționării sale s-a bazat pe un sistem de numere binar, inventat special de un om de știință.
În 1818, francezul Charles (Karl) Xavier Thomas de Colmar, luând ca bază ideile lui Leibniz, a inventat o mașină de adăugare care se poate multiplica și împărți. Și doi ani mai târziu, englezul Charles Babbage a început să proiecteze o mașină care să fie capabilă să efectueze calcule cu o precizie de 20 de zecimale. Acest proiect a rămas neterminat, dar în 1830 autorul său a dezvoltat un altul - o mașină analitică pentru efectuarea de calcule științifice și tehnice precise. Mașina trebuia să fie controlată de software, iar cardurile perforate cu diferite locații ale găurilor urmau să fie folosite pentru a introduce și a scoate informații. Proiectul lui Babbage prevedea dezvoltarea tehnologiei electronice de calcul și sarcinile care puteau fi rezolvate cu ajutorul acesteia.
Este de remarcat faptul că gloria primului programator din lume aparține unei femei - Lady Ada Lovelace (născută Byron). Ea a fost cea care a creat primele programe pentru computerul lui Babbage. Unul dintre limbajele computerului a fost ulterior numit după ea.
Dezvoltarea primilor analogi ai unui computer
În 1887, istoria dezvoltării tehnologiei informatice a intrat într-o nouă etapă. Inginerul american Herman Hollerith (Hollerith) a reușit să construiască prima mașină de calcul electromecanică - tabulatorul. În mecanismul său era un releu, precum și contoare și o cutie specială de sortare. Aparatul a citit și sortat înregistrările statistice realizate pe carduri perforate. Mai târziu, compania fondată de Gollerit a devenit coloana vertebrală a celebrului gigant al computerelor IBM.
În 1930, americanul Vannovar Bush a creat un analizor diferenţial. Era alimentat de electricitate, iar tuburile electronice erau folosite pentru stocarea datelor. Această mașină a fost capabilă să găsească rapid soluții la probleme matematice complexe.
Șase ani mai târziu, omul de știință englez Alan Turing a dezvoltat conceptul de mașină, care a devenit baza teoretica pentru calculatoarele de astăzi. Ea deținea toate proprietățile principale mijloace moderne tehnologie de calcul: putea efectua pas cu pas operațiuni care au fost programate în memoria internă.
Un an mai târziu, George Stibitz, un om de știință din SUA, a inventat primul dispozitiv electromecanic din țară capabil să efectueze adunări binare. Acțiunile sale s-au bazat pe algebra booleană, o logică matematică creată la mijlocul secolului al XIX-lea de George Boole: folosind operatorii logici AND, OR și NOT. Mai târziu, sumatorul binar va deveni o parte integrantă a computerului digital.
În 1938, un bursier de la Universitatea din Massachusetts, Claude Shannon, a expus principiile structurii logice a unui computer care utilizează circuite electrice pentru a rezolva probleme în algebra booleană.
Începutul erei computerelor
Guvernele țărilor participante la al Doilea Război Mondial au recunoscut rolul strategic al computerelor în desfășurarea ostilităților. Acesta a fost impulsul pentru dezvoltarea și apariția paralelă a primei generații de calculatoare în aceste țări.
Pionierul în domeniul ingineriei informatice a fost Konrad Zuse, un inginer german. În 1941 a creat primul computer controlat de un program. Aparatul, numit Z3, a fost construit în jurul releelor telefonice, iar programele pentru acesta au fost codificate pe bandă perforată. Acest dispozitiv știa să funcționeze într-un sistem binar, precum și să opereze cu numere în virgulă mobilă.
Primul computer programabil cu adevărat funcțional a fost recunoscut oficial ca următorul model al mașinii Zuse - Z4. De asemenea, a intrat în istorie ca creatorul primului limbaj de programare de nivel înalt numit Planckalkühl.
În 1942, cercetătorii americani John Atanasoff (Atanasoff) și Clifford Berry au creat un dispozitiv de calcul care funcționa pe tuburi vidate. Mașina folosea, de asemenea, cod binar și putea efectua o serie de operații logice.
În 1943, într-un laborator al guvernului britanic, într-o atmosferă de secret, a fost construit primul computer, care a fost numit „Colossus”. În loc de relee electromecanice, a folosit 2 mii de tuburi electronice pentru stocarea și procesarea informațiilor. Era destinat să spargă și să decripteze codul mesajelor secrete transmise de mașina germană de criptare „Enigma”, care a fost utilizată pe scară largă de către Wehrmacht. Existența acestui aparat a fost păstrată în cea mai strictă confidențialitate pentru o lungă perioadă de timp. După încheierea războiului, ordinul de distrugere a acestuia a fost semnat personal de Winston Churchill.
Dezvoltarea arhitecturii
În 1945, John (Janos Lajos) von Neumann, un matematician american de origine maghiară-germană, a creat prototipul arhitecturii computerelor moderne. El a propus să scrie un program sub formă de cod direct în memoria mașinii, implicând stocarea în comun a programelor și a datelor în memoria computerului.
Arhitectura lui Von Neumann a stat la baza primului computer electronic universal, ENIAC, creat în Statele Unite la acea vreme. Acest gigant cântărea aproximativ 30 de tone și era situat pe o suprafață de 170 de metri pătrați. Mașina a folosit 18 mii de lămpi. Acest computer ar putea efectua 300 de înmulțiri sau 5 mii de adunări într-o secundă.
Primul computer programabil universal din Europa a fost creat în 1950 în Uniunea Sovietică (Ucraina). Un grup de oameni de știință de la Kiev, condus de Serghei Alekseevich Lebedev, a proiectat o mică mașină electronică de calcul (MESM). Viteza sa a fost de 50 de operații pe secundă, conținea aproximativ 6 mii de tuburi vidate.
În 1952, tehnologia computerelor interne a fost completată de BESM - o mașină electronică mare de calcul, dezvoltată și sub conducerea lui Lebedev. Acest computer, efectuând până la 10 mii de operații pe secundă, era cel mai rapid din Europa la acea vreme. Informațiile au fost introduse în memoria mașinii folosind bandă perforată, iar datele au fost scoase prin imprimare foto.
În aceeași perioadă în URSS, o serie de calculatoare mari a fost produsă sub numele general „Strela” (autorul dezvoltării a fost Yuri Yakovlevich Bazilevsky). Din 1954, producția în serie a computerului universal Ural a început la Penza sub conducerea lui Bashir Rameev. Ultimele modele au fost hardware și software compatibile între ele, a existat o selecție largă de dispozitive periferice, care au făcut posibilă asamblarea mașinilor de diferite configurații.
Tranzistoare. Lansarea primelor computere seriale
Cu toate acestea, lămpile s-au defectat foarte repede, făcând foarte dificilă lucrarea cu mașina. Tranzistorul, inventat în 1947, a rezolvat această problemă. Folosind proprietățile electrice ale semiconductorilor, a îndeplinit aceleași sarcini ca și tuburile vidate, dar a ocupat mult mai puțin volum și nu a consumat multă energie. Odată cu apariția nucleelor de ferită pentru organizarea memoriei computerului, utilizarea tranzistoarelor a făcut posibilă reducerea semnificativă a dimensiunii mașinilor, făcându-le și mai fiabile și mai rapide.
În 1954, firma americană Texas Instruments a început producția de masă de tranzistori, iar doi ani mai târziu, în Massachusetts a apărut primul computer de a doua generație construit pe tranzistori, TX-O.
La mijlocul secolului trecut, o parte semnificativă a organizațiilor guvernamentale și a companiilor mari foloseau computere pentru calcule științifice, financiare, de inginerie și lucrează cu cantități mari de date. Treptat, computerele au dobândit caracteristicile cunoscute nouă astăzi. În această perioadă au apărut plotere, imprimante și medii de stocare pe discuri magnetice și bandă.
Utilizarea activă a tehnologiei informatice a dus la extinderea domeniilor de aplicare a acesteia și a impus crearea de noi tehnologii software. Au apărut limbaje de programare de nivel înalt care vă permit să transferați programe de la o mașină la alta și să simplificați procesul de scriere a codului (Fortran, Cobol și altele). Au apărut programe speciale de traducător care convertesc codul din aceste limbi în comenzi care sunt percepute direct de mașină.
Apariția circuitelor integrate
În 1958-1960, datorită inginerilor din Statele Unite, Robert Noyce și Jack Kilby, lumea a aflat despre existența circuitelor integrate. Pe baza unui cristal de siliciu sau germaniu, au fost montate tranzistoare miniaturale și alte componente, uneori până la sute și mii. Microcircuitele, cu dimensiunea de puțin peste un centimetru, rulau mult mai repede decât tranzistoarele și consumau mult mai puțină energie. Cu apariția lor, istoria dezvoltării tehnologiei de calcul conectează apariția celei de-a treia generații de computere.
În 1964, IBM a lansat primul computer din familia SYSTEM 360, bazat pe circuite integrate. Din acel moment se poate număra producția de masă de calculatoare. În total, au fost produse peste 20 de mii de copii ale acestui computer.
În 1972, în URSS, a fost dezvoltat un computer EC (o singură serie). Acestea erau complexe standardizate pentru funcționarea centrelor de calcul, care aveau sistem comun echipe. Sistemul american IBM 360 a fost luat ca bază.
În anul următor, DEC a lansat mini-computerul PDP-8, primul proiect comercial în acest domeniu. Costul relativ scăzut al mini-calculatoarelor a făcut posibilă utilizarea lor pentru organizații mici.
În aceeași perioadă, software-ul a fost în mod constant îmbunătățit. Au fost dezvoltate sisteme de operare pentru a suporta numărul maxim de dispozitive externe, au apărut programe noi. În 1964, a fost dezvoltat BASIC - un limbaj conceput special pentru formarea programatorilor începători. După cinci ani, a apărut Pascal, care s-a dovedit a fi foarte convenabil pentru rezolvarea unei varietăți de probleme aplicate.
Calculatoare personale
După 1970, a început producția celei de-a patra generații de calculatoare. Dezvoltarea tehnologiei informatice în acest moment se caracterizează prin introducerea de circuite integrate la scară largă în producția de calculatoare. Astfel de mașini puteau acum să efectueze mii de milioane de operații de calcul într-o secundă, iar capacitatea RAM a crescut la 500 de milioane de biți binari. O reducere semnificativă a costului microcalculatoarelor a dus la faptul că oportunitatea de a le cumpăra a apărut treptat pentru o persoană obișnuită.
Unul dintre primii producători de computere personale a fost Apple. Steve Jobs și Steve Wozniak, cei care l-au creat, au proiectat primul model de PC în 1976, dându-i numele Apple I. A costat doar 500 de dolari. Un an mai târziu, a fost prezentat următorul model al acestei companii - Apple II.
Computerul de atunci a devenit pentru prima dată asemănător cu aparat de uz casnic: Pe lângă dimensiunile compacte, are un design elegant și o interfață ușor de utilizat. Proliferarea calculatoarelor personale la sfârșitul anilor 1970 a dus la faptul că cererea de mainframe a scăzut semnificativ. Acest fapt a îngrijorat serios producătorul lor - compania IBM, iar în 1979 a lansat primul său PC pe piață.
Doi ani mai târziu, a apărut primul microcomputer cu arhitectură deschisă al companiei, bazat pe microprocesorul Intel 8088 pe 16 biți. Computerul era echipat cu un afișaj monocrom, două unități pentru dischete de cinci inchi și 64 de kiloocteți de memorie RAM. În numele companiei creatoare, Microsoft a proiectat special sistemul de operare pentru această mașină. Pe piață au apărut numeroase clone ale PC-ului IBM, ceea ce a împins creșterea producției industriale de computere personale.
În 1984, Apple a dezvoltat și lansat un nou computer - Macintosh. Sistemul său de operare era extrem de ușor de utilizat: reprezenta comenzi sub formă de imagini grafice și permitea introducerea lor folosind un manipulator - un mouse. Acest lucru a făcut computerul și mai accesibil, deoarece acum nu erau necesare abilități speciale de la utilizator.
Calculatoare din a cincea generație de tehnologie de calcul, unele surse datează din anii 1992-2013. Pe scurt, conceptul lor de bază este formulat astfel: acestea sunt calculatoare create pe baza de microprocesoare ultracomplexe, având o structură vectorială paralelă, ceea ce face posibilă executarea simultană a zeci de comenzi secvențiale încorporate în program. Mașinile cu câteva sute de procesoare care lucrează în paralel permit o procesare și mai precisă și mai rapidă a datelor, precum și creează rețele eficiente.
Dezvoltarea tehnologiei moderne de calcul face deja posibil să vorbim despre calculatoarele din a șasea generație. Acestea sunt calculatoare electronice și optoelectronice care funcționează pe zeci de mii de microprocesoare, caracterizate printr-un paralelism masiv și care simulează arhitectura sistemelor biologice neuronale, ceea ce le permite să recunoască cu succes imagini complexe.
Având în vedere în mod constant toate etapele dezvoltării tehnologiei de calcul, trebuie remarcat fapt interesant: invențiile care s-au dovedit în fiecare dintre ele au supraviețuit până în zilele noastre și continuă să fie folosite cu succes.
Cursuri de calcul
Există diferite opțiuni pentru clasificarea computerelor.
Deci, în funcție de scopul lor, computerele sunt împărțite:
- pentru cele universale - cele care sunt capabile să rezolve o varietate de probleme matematice, economice, de inginerie, științifice și de altă natură;
- orientat către probleme - rezolvarea problemelor de direcție mai restrânsă, asociate, de regulă, cu gestionarea anumitor procese (înregistrarea datelor, acumularea și prelucrarea unor cantități mici de informații, efectuarea de calcule în conformitate cu algoritmi simpli). Au resurse software și hardware mai limitate decât primul grup de computere;
- calculatoarele specializate rezolvă, de regulă, sarcini strict definite. Au o structură foarte specializată și, cu o complexitate relativ scăzută a dispozitivului și controlului, sunt destul de fiabile și productive în domeniul lor. Acestea sunt, de exemplu, controlere sau adaptoare care controlează o serie de dispozitive, precum și microprocesoare programabile.
În ceea ce privește dimensiunea și capacitatea productivă, tehnologia modernă de calcul electronică este împărțită în:
- pe extra-mari (supercalculatoare);
- calculatoare mari;
- calculatoare mici;
- ultra-mici (microcalculatoare).
Astfel, am văzut că dispozitivele, inventate mai întâi de om pentru a contabiliza resurse și valori, iar apoi pentru a efectua rapid și precis calcule complexe și operațiuni de calcul, se dezvoltau și se perfecționau constant.
