Az emberi élet a huszonegyedik században közvetlenül kapcsolódik a mesterséges intelligenciához. A számítógép-alkotás főbb mérföldköveinek ismerete a képzett ember mutatója. A számítógépek fejlesztése általában 5 szakaszra oszlik - öt generációról szokás beszélni.

1946-1954 - első generációs számítógépek

Érdemes elmondani, hogy a számítógépek (elektronikus számítógépek) első generációja egy cső volt. A Pennsylvaniai Egyetem (USA) tudósai kifejlesztették az ENIAC-ot – a világ első számítógépének nevét. A hivatalos üzembe helyezés napja 1946.02.15. A készülék összeszerelésénél 18 ezer elektroncsövet vontak be. Egy számítógép a mai mércével mérve óriási területe 135 négyzetméter, súlya pedig 30 tonna. A villamosenergia-igény is nagy volt - 150 kW.

Közismert tény, hogy ezt az elektronikus gépet közvetlenül az atombomba létrehozásának legnehezebb feladatainak megoldására hozták létre. A Szovjetunió gyorsan felzárkózott lemaradásaihoz, és 1951 decemberében S. A. Lebegyev akadémikus irányításával és közvetlen közreműködésével bemutatták a világnak a világ leggyorsabb számítógépét. A MESM (Small Electronic Computing Machine) rövidítést viselte. Ez az eszköz másodpercenként 8-10 ezer műveletet tudott végrehajtani.

1954 - 1964 - a második generációs számítógépek

A fejlesztés következő lépése a tranzisztoros számítógépek fejlesztése volt. A tranzisztorok olyan félvezető anyagokból készült eszközök, amelyek lehetővé teszik az áramkörben folyó áram szabályozását. Az első ismert stabilan működő tranzisztort 1948-ban hozták létre Amerikában egy fizikuscsoport – Shockley és Bardeen kutatók.

A sebesség tekintetében az elektronikus számítógépek jelentősen eltértek elődeiktől - a sebesség elérte a több százezer műveletet másodpercenként. A méretek is csökkentek, az elektromos energia fogyasztása is csökkent. A felhasználási kör is jelentősen bővült. Ez a szoftver gyors fejlődésének köszönhető. Legjobb számítógépünk, a BESM-6 rekordsebessége 1 000 000 művelet másodpercenként. 1965-ben fejlesztették ki S. A. Lebedev főtervező vezetésével.

1964 - 1971 - harmadik generációs számítógépek

Ennek az időszaknak a fő különbsége az alacsony integrációs fokú mikroáramkörök használatának kezdete. A kifinomult technológiák segítségével a tudósok összetett elektronikus áramköröket tudtak elhelyezni egy kis félvezető lapkán, amelynek területe 1 négyzetcentiméternél kisebb. A mikroáramkörök találmányát 1958-ban szabadalmazták. Feltaláló: Jack Kilby. Ennek a forradalmi találmánynak a használata lehetővé tette az összes paraméter javítását - a méretek körülbelül egy hűtőszekrény méretére csökkentek, a sebesség nőtt, valamint a megbízhatóság.

A számítógépek fejlesztésének ezt a szakaszát egy új tárolóeszköz - egy mágneslemez - használata jellemzi. A PDP-8 miniszámítógépet először 1965-ben mutatták be.

A Szovjetunióban az ilyen verziók sokkal később - 1972-ben - jelentek meg, és az amerikai piacon bemutatott modellek analógjai voltak.

1971 - jelen - negyedik generációs számítógépek

A negyedik generációs számítógépek újítása a mikroprocesszorok alkalmazása és használata. A mikroprocesszorok olyan ALU-k (Aritmetikai Logikai Egységek), amelyek egyetlen chipen vannak elhelyezve, és magas fokú integrációval rendelkeznek. Ez azt jelenti, hogy a mikroáramkörök még kevesebb helyet foglalnak el. Más szóval, a mikroprocesszor egy kis agy, amely másodpercenként több millió műveletet hajt végre a benne beágyazott program szerint. A méretek, a tömeg és az energiafogyasztás drasztikusan csökkent, a teljesítmény pedig rekordmagasságokat ért el. És ekkor került bele a játékba az Intel.

Az első mikroprocesszort Intel-4004-nek hívták, az első, 1971-ben összeállított mikroprocesszort. Kicsit 4 bites mélysége volt, de akkor óriási technológiai áttörés volt. Két évvel később az Intel bemutatta a világnak a nyolc bites Intel-8008-at, 1975-ben pedig megszületett az Altair-8800 – ez az első Intel-8008 alapú személyi számítógép.

Ez volt a személyi számítógépek egész korszakának kezdete. A gépet mindenhol teljesen más célokra kezdték használni. Egy évvel később az Apple belépett a játékba. A projekt nagy sikert aratott, és Steve Jobs a Föld egyik leghíresebb és leggazdagabb emberévé vált.

A számítógép vitathatatlan szabványa az IBM PC. 1981-ben adták ki 1 megabájt RAM-mal.

Figyelemre méltó, hogy jelenleg az IBM-kompatibilis elektronikus számítógépek a legyártott számítógépek mintegy kilencven százalékát foglalják el! Ezenkívül lehetetlen nem beszélni a Pentiumról. Az első integrált társprocesszoros processzor fejlesztése 1989-ben sikeresen befejeződött. Mára ez a védjegy vitathatatlan tekintély a mikroprocesszorok fejlesztésében és alkalmazásában a számítógépes piacon.

Ha már a kilátásokról beszélünk, akkor ez természetesen a legújabb technológiák fejlesztése és megvalósítása: nagyon nagy integrált áramkörök, magneto-optikai elemek, akár mesterséges intelligencia elemei is.

Az öntanuló elektronikus rendszerek a belátható jövő, a számítógépek fejlesztésének ötödik generációja.

Az ember igyekszik eltörölni az akadályt a számítógéppel való kommunikáció során. Japán nagyon sokáig dolgozott ezen, és sajnos sikertelenül, de ez egy teljesen más cikk témája. Jelenleg minden projekt csak fejlesztés alatt áll, de a jelenlegi fejlődési ütem mellett ez sincs messze. A jelen az az idő, amikor történelmet írnak!

Ez a cikk a számítógépek fejlesztésének főbb szakaszait ismerteti. Ismertetjük a számítástechnika fejlesztésének fő irányait és fejlődésük okait.

A számítógépek fejlesztésének főbb állomásai

A számítástechnika fejlődése során több száz különféle számítógépet fejlesztettek ki. Sokan közülük régóta feledésbe merültek, míg mások jelentős hatást gyakoroltak a modern eszmékre. Ebben a cikkben megadjuk rövid áttekintés néhány kulcsfontosságú történelmi pillanat, hogy jobban megértsük, hogyan jutottak el a fejlesztők a modern számítógépek koncepciójához. Csak a fejlesztés főbb pontjait fogjuk figyelembe venni, sok részletet kihagyva a zárójelekből. Az általunk vizsgált számítógépeket az alábbi táblázat mutatja be.

A számítógépek fejlődésének történetének főbb állomásai:

Összességében a számítógépek fejlődésének 6 szakasza különíthető el a történelemből: a mechanikus számítógépek generációja, a számítógépek elektronikus csövek(például ENIAC), tranzisztoros számítógépek (IBM 7094), korai integrált áramkörű számítógépek (IBM 360), személyi számítógépek (intel CPU vonalak) és úgynevezett láthatatlan számítógépek.

Zero generáció – mechanikus számítógépek (1642-1945)

Az első ember, aki számológépet készített, a francia tudós, Blaise Pascal (1623-1662) volt, akiről az egyik programozási nyelvet nevezték el. Pascal 1642-ben tervezte ezt a gépet, amikor még csak 19 éves volt, adószedő apjának. Ez egy mechanikus kialakítás volt fogaskerekekkel és kézi hajtással. A Pascal-féle számológép csak összeadást és kivonást tudott végrehajtani.

Harminc évvel később a nagy német matematikus, Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) egy másik mechanikus gépet épített, amely az összeadás és kivonás mellett szorzást és osztást is tudott végezni. Valójában Leibniz három évszázaddal ezelőtt megalkotott egyfajta zsebszámológépet, négy funkcióval.

További 150 évvel később a Cambridge-i Egyetem matematikaprofesszora, Charles Babbage (1792-1871), a sebességmérő feltalálója kifejlesztette és megtervezte. különbség motor. Ez a mechanikus gép, amely Pascal gépéhez hasonlóan csak összeadni és kivonni tudott, számtáblázatokat számított ki a tengeri navigációhoz. Csak egy algoritmust helyeztek a gépbe - a véges különbségek polinomokat használó módszerét. Ennek a gépnek volt egy meglehetősen érdekes módja az információ kiadásának: az eredményeket acél bélyegzővel préselték ki egy rézlemezre, amely előrevetítette a későbbi bemeneti-kimeneti adathordozókat - lyukkártyákat és CD-ket.

Bár a készüléke meglehetősen jól működött, Babbage hamar megunta a gépet, amely csak egy algoritmust futtatott. Sok időt, családi vagyonának nagy részét és további 17 000 fontot a kormánytól töltött az elemző motor fejlesztésével. Az elemző motor 4 komponensből állt: tárolóeszköz (memória), számítástechnikai eszköz, beviteli eszköz (lyukkártyák olvasására), kimeneti eszköz (lyukasztó és nyomtató). A memória 1000 szóból állt, 50 tizedesjegyig; minden szó változókat és eredményeket tartalmazott. A számítástechnikai eszköz operandusokat kapott a memóriából, majd összeadás, kivonás, szorzás vagy osztás műveleteket végzett, és az eredményt visszaadta a memóriába. A Difference Engine-hez hasonlóan ez az eszköz is mechanikus volt.

Az analitikai motor előnye az volt, hogy különböző feladatokat tudott ellátni. Parancsokat olvasott a lyukkártyákról, és végrehajtotta azokat. Egyes utasítások azt mondták a gépnek, hogy vegyen ki 2 számot a memóriából, vigye át egy számítástechnikai eszközre, hajtson végre rajta egy műveletet (például add hozzá), és az eredményt küldje vissza a tárolóeszközre. Más csapatok tesztelték a számot, és néha fiókműveletet hajtottak végre attól függően, hogy az pozitív vagy negatív volt. Ha más programmal rendelkező lyukkártyákat helyeztek be az olvasóba, akkor a gép más műveletsort hajtott végre. Vagyis a különbségelemző motorral ellentétben több algoritmust is képes végrehajtani.

Mivel az Analytical Engine-t elemi assemblerben programozták, szoftverre volt szüksége. A szoftver létrehozásához Babbage felbérelt egy fiatal nőt, Ada Augusta Lovelace-t, a híres brit költő, Byron lányát. Ada Lovelace volt a világ első programozója. Egy modern programozási nyelv, az Ada kapta a nevét.

Sajnos sok modern mérnökhöz hasonlóan Babbage sem végzett hibakeresést a számítógépen. Ezer és ezer fogaskerekére volt szüksége, olyan pontossággal készült, ami a XIX. században nem volt elérhető. De Babbage ötletei megelőzték korát, és a legtöbb modern számítógép még ma is hasonló az Analytical Engine-hez. Ezért jogos azt mondani, hogy Babbage volt a modern digitális számítógép nagyapja.

Az 1930-as évek végén a német Konrad Zuse több, elektromágneses reléket használó automata számológépet tervezett. Fejlesztéseihez nem tudott forrást szerezni a kormánytól, mert kitört a háború. Soós semmit sem tudott Babbage munkásságáról, gépei 1944-ben Berlin bombázásakor megsemmisültek, így munkája nem befolyásolta a számítástechnika jövőbeli fejlődését. Ezen a területen azonban ő volt az egyik úttörő.

Kicsit később számológépeket terveztek Amerikában. John Atanasoff gépe a maga idejében rendkívül fejlett volt. Bináris aritmetikai és információs kapacitásokat használt, amelyeket rendszeresen frissítettek az adatok megsemmisülésének elkerülése érdekében. A modern dinamikus memória (RAM) pontosan ugyanezen az elven működik. Sajnos ez a gép soha nem vált működőképessé. Bizonyos értelemben Atanasoff olyan volt, mint Babbage, egy álmodozó, aki nem szerette a korabeli technológiát.

George Stibbitz számítógépe valóban működött, bár primitívebb volt, mint Atanasoff gépe. Stibits 1940-ben egy konferencián mutatta be gépét a Dartmouth College-ban. Ezen a konferencián részt vett John Mauchley, aki akkoriban a Pennsylvaniai Egyetem fizika professzora volt. Később nagyon híres lett a számítógép-fejlesztés területén.

Míg Soos, Stibits és Atanasoff automata összeadó gépeket fejlesztettek, egy fiatal Howard Aiken a Harvardon keményen dolgozott kézi hozzáadógépek tervezésén doktori disszertációja részeként. Miután befejezte kutatásait, Aiken ráébredt az automatikus számítások fontosságára. Elment a könyvtárba, olvasott Babbage munkájáról, és elhatározta, hogy relékből megépíti ugyanazt a számítógépet, amelyet Babbage-nek nem sikerült fogaskerekekből elkészítenie.

Az Aiken első számítógépe, a Mark I 1944-ben készült el. A számítógép 72 szót tartalmazott, egyenként 23 tizedesjegy pontossággal, és 6 másodperc alatt képes volt bármilyen parancsot végrehajtani. A bemeneti-kimeneti eszközök lyukszalagot használtak. Mire Aiken elkészítette a Mark II számítógépet, a relé számítógépek elavultak. Elkezdődött az elektronika korszaka.

Első generáció - vákuumcsövek (1945-1955)

Az elektronikus számítógép létrehozásának lendülete a második volt Világháború. A háború elején a német tengeralattjárók megsemmisítették a brit hajókat. A német admirálisok rádióparancsokat küldtek a tengeralattjáróknak, és bár a britek el tudták fogni ezeket a parancsokat, a probléma az volt, hogy a rádióüzeneteket egy ún. TALÁNY, melynek elődjét Thomas Jefferson amatőr feltaláló és volt amerikai elnök tervezte.

A háború elején a briteknek sikerült megszerezniük az ENIGMA-t a lengyelektől, akik viszont ellopták a németektől. A kódolt üzenet megfejtéséhez azonban óriási számításokra volt szükség, amelyeket a radiogram lehallgatása után azonnal el kellett végezni. Ezért a brit kormány felállított egy titkos laboratóriumot egy COLOSSUS nevű elektronikus számítógép létrehozására. A híres brit matematikus, Alan Turing részt vett ennek a gépnek a megalkotásában. A COLOSSUS már 1943-ban működött, de mivel a brit kormány teljes ellenőrzése alatt állt a projekt felett, és 30 évig katonai titokként kezelte, a COLOSSUS nem lett a számítógépek további fejlesztésének alapja. Csak azért említettük, mert ez volt a világ első elektronikus digitális számítógépe.

A második világháború hatással volt a számítástechnika fejlődésére az Egyesült Államokban. A hadseregnek asztalokra volt szüksége, amikor nehéztüzérséget céloz meg. Nők százait alkalmazták, hogy számoljanak kézi összeadó gépeken és töltsék ki e táblázatok mezőit (azt hitték, hogy a nők pontosabbak a számításokban, mint a férfiak). A folyamat azonban időigényes volt, és gyakran előfordultak hibák.

John Moushley, aki ismerte Atanasoff és Stibblits munkásságát, megértette, hogy a hadsereg érdeklődik a számológépek iránt. Követelte, hogy a hadsereg finanszírozza egy elektronikus számítógép létrehozását. A követelmény 1943-ban teljesült, és Mowshley és tanítványa, J. Presper Eckert elkezdett egy elektronikus számítógépet tervezni, amelyet ENIAC-nak (Electronic Numerical Integrator and Computer - electronic digital integrator and calculator) neveztek el. Az ENIAC 18 000 vákuumcsőből és 1500 reléből állt, 30 tonnát nyomott és 140 kilowatt áramot fogyasztott. A gépnek 20 regisztere volt, amelyek mindegyike tartalmazhat egy 10 bites decimális számot. (A decimális regiszter egy nagyon kicsi memória, amely egy meghatározott maximális számjegyig képes tárolni egy számot, olyan, mint egy kilométer-számláló, amely megjegyzi az autó által megtett kilométert.) Az ENIAC 6000 többcsatornás kapcsolót telepített, és sok kábel fut a csatlakozókhoz.

A gépen végzett munka 1946-ban fejeződött be, amikor már nem volt rá szükség - legalábbis az eredeti célok eléréséhez.

Mióta a háború véget ért, Moshley és Eckert iskolát alapítottak, ahol tudóstársaikkal beszélgettek munkájukról. Ebben az iskolában született meg a nagy digitális számítógépek építése iránti érdeklődés.

Az iskola megjelenése után más kutatók is foglalkoztak az elektronikus számítógépek tervezésével. Az első működő számítógép az EDSAC volt (1949). Ezt a gépet Maurice Wilkes tervezte a Cambridge-i Egyetemen. Következik a JOHNIAC a Rand Corporation-nél, az ILLIAC az Illinoisi Egyetemen, a MANIAC a Los Alamos Lab-ban és a WEIZAC az izraeli Weizmann Intézetben.

Eckert és Moushley hamarosan elkezdtek dolgozni a gépen. EDVAC(Electronic Discrete Variable Computer – elektronikus diszkrét parametrikus gép). Sajnos ez a projekt véget ért, amikor elhagyták az egyetemet, és Philadelphiában (akkor még nem volt Szilícium-völgy) számítógépes vállalatot alapítottak. Egy sor egyesülés után ebből a cégből Unisys Corporation lett.

Eckert és Mosley szabadalmat akart szerezni egy digitális számítógép feltalálására. Több éves pereskedés után úgy döntöttek, hogy a szabadalom érvénytelen, mivel Atanasov feltalálta a digitális számítógépet, bár nem szabadalmaztatta.

Amíg Eckert és Moushley az EDVAC gépen dolgozott, az ENIAC projekt egyik tagja, John Von Neumann a princetoni Institute for Advanced Study-ba ment, hogy megépítse az EDVAC saját verzióját. IAS(Immediate Address Storage - memória közvetlen címzéssel). Von Neumann zseni volt ugyanazokon a területeken, mint Leonardo da Vinci. Sok nyelvet tudott, a fizika és a matematika specialistája volt, fenomenális memóriája volt: mindenre emlékezett, amit valaha hallott, látott vagy olvasott. Szó szerint emlékezetből tudta idézni a több évvel ezelőtt olvasott könyvek szövegét. Amikor Neumann érdeklődni kezdett a számítógépek iránt, már ő volt a világ leghíresebb matematikusa.

Von Neumann hamar rájött, hogy a sok kapcsolót és kábelt tartalmazó számítógépek építése időigényes és nagyon fárasztó. Azzal az ötlettel állt elő, hogy a programot az adatokkal együtt digitális formában kell ábrázolni a számítógép memóriájában. Azt is megjegyezte, hogy az ENIAC gépben használt decimális aritmetikát, ahol minden számjegyet tíz vákuumcsöves A be és 9 off) helyettesíteni kell párhuzamos bináris aritmetikával. Egyébként Atanasov csak néhány évvel később jutott hasonló következtetésre.

Az az alapprojekt, amelyet Neumann az elején leírt, ma már úgy ismert Neumann számítógép. Ezt használták az EDSAC-ban, az első memóriában lévő programot tartalmazó gépben, és még ma, több mint fél évszázaddal később is ez az alapja a legtöbb modern digitális számítógépnek. Maga az ötlet és az IAS gép nagyon nagy hatással volt a számítástechnika további fejlődésére, ezért érdemes röviden ismertetni a Neumann-projektet. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy bár a projekt Neumann nevéhez fűződik, más tudósok is aktívan részt vettek a kidolgozásában - különösen Goldstein. A gép felépítését a következő ábra szemlélteti:

A Neumann-gép öt fő részből állt: memóriából, aritmetikai-logikai egységből, vezérlőegységből és bemeneti-kimeneti eszközökből. A memória 4096, egyenként 40 bites szót tartalmazott, egy bit 0 vagy 1. Minden szó vagy 2, egyenként 20 bites utasítást, vagy egy 40 bites előjeles egész számot tartalmazott. 8 bit az utasítás típusát jelezte, a maradék 12 bit pedig a 4096 szó egyikét határozta meg. Az aritmetikai egység és a vezérlőegység alkotta a számítógép „gondolkodóhelyét”. A modern gépekben ezeket a blokkokat egy mikroáramkörben kombinálják, amelyet központinak neveznek processzor (CPU).

Az aritmetikai logikai egység belsejében volt egy speciális, 40 bites belső regiszter, az úgynevezett akkumulátor. Egy tipikus utasítás egy szót ad hozzá a memóriából az akkumulátorhoz, vagy tárolja az akkumulátor tartalmát a memóriában. Ez a gép nem végzett lebegőpontos aritmetikát, mert Neumann úgy gondolta, hogy bármely hozzáértő matematikus képes lebegőpontos aritmetikat tartani a fejében.

Körülbelül ugyanabban az időben, amikor Neumann az IAS-gépen dolgozott, az MIT kutatói Whirlwind I számítógépüket fejlesztették valós időben. Ez a projekt vezetett Jay Forrester mágneses magmemóriájának feltalálásához, majd később az első sorozatgyártású miniszámítógéphez.

Abban az időben az IBM egy kis cég volt, amely lyukkártyákat és mechanikus gépeket gyártott lyukkártyák válogatására. Bár az IBM részben finanszírozta az Aiken projektjét, nem érdekelték a számítógépek, és csak 1953-ban építette meg a 701-es számítógépet, sok évvel azután, hogy Eckert és Mowshley UNIVAC számítógépe a számítógép-piac első számú helyévé vált.

A 701-ben 2048 36 bites szó volt, mindegyik szó két utasítást tartalmazott. A 701 lett az első számítógép, amely tíz éven keresztül vezette a piacot. Három évvel később megjelent a 704-es számítógép, amely 4 KB mágneses mag memóriával, 36 bites utasításokkal és lebegőpontos processzorral rendelkezik. 1958-ban az IBM elkezdett dolgozni az utolsó vákuumcsöves számítógépen, a 709-en, amely lényegében a 704 kifinomult változata volt.

Második generációs tranzisztorok (1955-1965)

A tranzisztort a Bell Laboratories alkalmazottai, John Bardeen Oohn Bardeen, Walter Brattain és William Shockley találták fel, amiért 1956-ban kapták meg. Nóbel díj a fizika területén. Tíz éven belül a tranzisztorok forradalmasították a számítógépgyártást, és az 50-es évek végére a vákuumcsöves számítógépek már reménytelenül elavultak. Az első tranzisztoros számítógépet az MIT (Massachusetts Institute of Technology) laboratóriumában építették. 16 bites szavakat tartalmazott, mint például a Whirlwind I. A számítógépet hívták TX-0(Tranzisztoros kísérleti számítógép 0 - kísérleti tranzisztoros számítógép 0), és csak a jövőbeli TX-2 gép tesztelésére szolgált.

A TX-2 gépnek nem volt nagy jelentőségű, de ennek a laboratóriumnak az egyik mérnöke, Kenneth Olsen (Kenneth Olsen) 1957-ben megalapította a DEC (Digital Equipment Corporation – Digital Equipment Corporation) céget, hogy a TX-0-hoz hasonló sorozatgyártású gépet gyártson. Ez a gép, a PDP-1 csak négy évvel később jelent meg, főként azért, mert a DEC-t finanszírozók veszteségesnek tartották a számítógépek gyártását. Ezért a DEC elsősorban kisméretű elektronikus kártyákat értékesített.

A PDP-1 számítógép csak 1961-ben jelent meg. 4096 szavas, 18 bites, sebessége pedig 200 000 utasítás másodpercenként. Ez a paraméter fele volt a 7090-nek, ami a 709-es tranzisztoros megfelelője. A PDP-1 volt akkoriban a világ leggyorsabb számítógépe. A PDP-1 120 000 dollárba került, míg a 7090 milliókba került. A DEC több tucat PDP-1 számítógépet adott el, és megszületett a számítógépipar.

Az egyik első gépet, a PDP-1-et az MIT-nek adományozták, ahol azonnal felkeltette néhány ígéretes fiatal kutató figyelmét. A PDP-1 egyik újítása egy 512 x 512 pixeles kijelző volt, amelyre pontokat lehetett rajzolni. Hamarosan az MIT hallgatói egy speciális programot írtak a PDP-1-hez a "War of the Worlds" - a világ első számítógépes játékának - lejátszására.

Néhány évvel később a DEC kifejlesztette a PDP-8-at, egy 12 bites számítógépet. A PDP-8 sokkal kevesebbe került, mint a PDP-1 A6 000 dollár). A fő újítás az ábrán látható egyetlen busz (omnibusz). 1.5. Gumi egy párhuzamosan csatlakoztatott vezetékkészlet a számítógép-összetevők csatlakoztatásához. Ez az innováció radikálisan megkülönböztette a PDP-8-at az IAS-től. Ezt a struktúrát azóta minden számítógépen alkalmazzák. A DEC 50 000 PDP-8 számítógépet adott el, és a miniszámítógépek piacának vezetőjévé vált.

Mint már említettük, a tranzisztorok feltalálásával az IBM megépítette a 709-7090, majd később a 7094-es tranzisztoros változatát. Ennek a verziónak a ciklusideje 2 mikroszekundum volt, a memória pedig 32 536 szóból, 36 bitből állt. A 7090 és 7094 voltak az utolsó ENIAC számítógépek, de a múlt század 60-as éveiben széles körben használták tudományos számításokhoz.

Az IBM kereskedelmi tranzakciókhoz is gyártotta az 1401 számítógépet. Ez a gép képes olvasni és írni mágnesszalagokat és lyukkártyákat, és olyan gyorsan nyomtatni, mint a 7094, de alacsonyabb költséggel. Tudományos számításokra nem volt alkalmas, üzleti nyilvántartások vezetésére viszont nagyon kényelmes volt.

Az 1401-nek nem volt regisztere és nem volt rögzített szóhossza. A memória 4000 bájtot tartalmazott 8 bitesből (a későbbi modellekben a mennyiség ekkor még elképzelhetetlen 16 000 bájtra nőtt). Minden bájt tartalmazott egy 6 bites karaktert, egy adminisztrációs bitet és egy szóvégi bitet. A MOVE utasításnak például van egy forráscíme és egy célcíme. Ez az utasítás bájtokat mozgat az első címről a másodikra, amíg a szóvégi bit 1-re nem kerül.

1964-ben a CDC (Control Data Corporation) kiadta a 6600-ast, ami csaknem egy nagyságrenddel gyorsabb volt, mint a 7094. Ez a bonyolult számításokhoz használható számítógép nagyon népszerű volt, és a CDC felfelé ment. Az ilyen nagy sebesség titka az volt, hogy a CPU-ban (központi feldolgozó egységben) egy nagy fokú párhuzamossággal rendelkező gép volt. Több funkcionális egysége volt az összeadáshoz, szorzáshoz és osztáshoz, amelyek mindegyike egyszerre működhetett. Ahhoz, hogy a gép gyorsan működjön, komponálni kellett jó program, és némi erőfeszítéssel sikerült elérni, hogy a gép 10 parancsot hajtson végre egyszerre.

A 6600-as gépbe több kis számítógépet építettek. A központi processzor tehát csak számokat számolt, a többi funkciót (a gép működésének vezérlését, valamint az információbevitelt és -kiadást) kis számítógépek látták el. A 6600 működésének néhány elvét a mai számítógépeken is alkalmazzák.

A 6600-as számítógép tervezője, Seymour Cray legendás személyiség volt, akárcsak Neumann. Egész életét annak szentelte, hogy egy nagyon erős számítógépek amelyeket most úgy hívnak szuperszámítógépek. Köztük van a 6600, a 7600 és a Crau-1. Seymour Cray a híres "autóvásárlási algoritmus" szerzője is: bemész a házadhoz legközelebbi boltba, rámutatsz az ajtóhoz legközelebbi autóra, és azt mondod: "Ezt viszem." Ez az algoritmus lehetővé teszi, hogy minimális időt töltsön nem túl fontos dolgokkal (autók vásárlása), és lehetővé teszi, hogy ideje nagy részét fontos dolgokkal töltse (szuperszámítógépek fejlesztése).

Egy másik említésre méltó számítógép a Burroughs B5000. A PDP-1, 7094 és 6600-as gépek fejlesztői csak a hardverre koncentráltak, igyekeztek csökkenteni annak költségeit (DEC), vagy gyorsabbá tenni (IBM és CDC). A szoftver nem változott. A B5000 gyártói más utat jártak be. A gépet azzal a szándékkal tervezték, hogy Algol 60-ban (a C és a Java elődje) programozzák, a hardvert úgy tervezték meg, hogy megkönnyítsék a fordító munkáját. Így született meg az ötlet, hogy
A számítógép tervezésénél a szoftvereket is figyelembe kell venni. De ez a gondolat hamar feledésbe merült.

Harmadik generáció - integrált áramkörök (1965-1980)

A szilícium integrált áramkör Robert Noyce 1958-as feltalálása azt jelentette, hogy több tucat tranzisztor helyezhető el egyetlen kis chipre. Az integrált áramkörű számítógépek kisebbek, gyorsabbak és olcsóbbak voltak, mint tranzisztoros elődeik.

1964-re az IBM vezette a számítógépek piacát, de volt egy nagy probléma: az általa gyártott 7094-es és 1401-es számítógépek nem kompatibilisek egymással. Az egyiket összetett számításokra szánták, 36 bites regisztereken bináris aritmetikát, a második decimális számrendszert és különböző hosszúságú szavakat használt. Sok vásárló rendelkezett mindkét számítógéppel, és nem tetszett nekik, hogy teljesen inkompatibilisek.

Amikor eljött az ideje a két számítógép-sorozat cseréjének, az IBM megtette a lépést. Megjelent a System/360 tranzisztoros számítógépek sorozata, amelyeket tudományos és kereskedelmi számítástechnikai célokra egyaránt terveztek. A System/360 sorozat számos újítást tartalmazott. Számítógépek egész családja volt az egyetlen nyelvvel való munkavégzéshez (assembler). Minden új modell kiterjedtebb volt, mint az előző. A cég ki tudta cserélni az 1401-est a 360-asra (30-as modell), a 7094-est pedig a 360-asra (75-ös modell). A Model 75 nagyobb, gyorsabb és drágább volt, de az egyikhez írt programokat a másikon is lehetett használni. A gyakorlatban a kis modellre írt programokat egy nagy modellel futtatták különösebb nehézség nélkül. Ha azonban szoftvert viszünk át egy nagy gépről egy kicsire, előfordulhat, hogy nincs elég memória. Pedig egy ilyen számítógépsor létrehozása nagy eredmény volt. A számítógép-családok létrehozásának ötlete hamarosan nagyon népszerűvé vált, és néhány éven belül a legtöbb számítógépgyártó cég hasonló gépeket gyártott, különböző költségekkel és tulajdonságokkal. táblázatban. Az alábbiakban a 360-as család első modelljeinek néhány paramétere látható, a család többi modelljéről később fogunk beszélni.

Az IBM 360 sorozat első modelljei:

Egy másik újítás a 360-ban - multiprogramozás. Egyszerre több program is lehetett a számítógép memóriájában, és amíg az egyik program az I/O folyamat befejezésére várt, a másik végrehajtása zajlott. Ennek eredményeként a processzorok erőforrásait ésszerűbben költötték el.

A 360-as számítógép volt az első olyan gép, amely teljes mértékben emulálni tudta más számítógépek működését. A kisebb modellek emulálhatták az 1401-et, a nagyobbak pedig a 7094-et, így a programozók érintetlenül hagyhatták régi programjaikat, és használhatták őket a 360-zal. Néhány 360-as modell sokkal gyorsabban futtatta az 1401-re írt programokat, mint maga az 1401, így az újraprogramozás értelmetlen.

A 360-as sorozatú számítógépek képesek voltak emulálni más számítógépeket, mert mikroprogramozással készültek. Mindössze három mikroprogramot kellett megírni: egyet a 360-as, egy másikat az 1401-es, a harmadikat a 7094-es utasításkészlethez. A rugalmasság igénye volt az egyik fő oka a mikroprogramozásnak.

A 360-as számítógépnek sikerült megoldania a bináris és decimális számok közötti dilemmát: ezen a számítógépen 16, 32 bites regiszter volt a bináris aritmetika számára, de a memória bájtokból állt, mint az 1401. A 360 ugyanazokat az utasításokat használta a rekordok mozgatására. különböző méretűek a memória egyik részétől a másikig, mint 1401-ben.

A 360 memóriakapacitása 224 bájt (16 MB) volt. Akkoriban ez a memóriamennyiség hatalmasnak tűnt. A 360-as vonalat később a 370-es, majd a 4300-as, 3080-as, 3090-es váltotta fel. Ezeknek a számítógépeknek mindegyike hasonló architektúrával rendelkezett. Az 1980-as évek közepére már nem volt elég 16 MB memória, és az IBM-nek részben fel kellett hagynia a kompatibilitással, hogy átváltson a 232 bájt memóriához szükséges 32 bites címzésre.

Feltételezhetjük, hogy mivel a gépeknek 32 bites szavaik és regisztereik voltak, akár 32 bites címük is lehet. De akkoriban még senki sem tudott elképzelni 16 MB memóriával rendelkező számítógépet. Az IBM hibáztatása az előrelátás hiánya miatt olyan, mint a mai személyi számítógép-gyártók hibáztatása, amiért csak 32 bites címeik vannak. Talán néhány éven belül a számítógépek memóriakapacitása jóval több lesz, mint 4 GB, és akkor a 32 bites címek sem lesznek elegendőek.

A miniszámítógépek világa nagy lépést tett előre a harmadik generációban a PDP-11 számítógépsor gyártásával, amely a 16 bites szavakkal rendelkező PDP-8 utódja. Sok szempontból a PDP-11 az volt öccs 360, a PDP-1 pedig a 7094 öccse volt. Mind a 360, mind a PDP-11 rendelkezett regiszterekkel, szavakkal, memóriával bájtokkal, és mindkét sorban más költséggel és más funkcióval bírtak a számítógépek. A PDP-1-et széles körben használták, különösen az egyetemeken, és a DEC továbbra is vezette a miniszámítógép-ipart.

Negyedik generáció - nagyon nagy integrált áramkörök (1980-?)

Kinézet nagyon nagy integrált áramkörök (VLSI) az 1980-as években több tízezer, majd százezer, végül több millió tranzisztor elhelyezését tette lehetővé egyetlen táblán. Ez kisebb és gyorsabb számítógépekhez vezetett. A PDP-1 megjelenése előtt a számítógépek olyan nagyok és drágák voltak, hogy a vállalatoknak és az egyetemeknek külön tanszékekkel kellett rendelkezniük ( számítástechnikai központok). Az 1980-as évekre az árak annyira visszaestek, hogy a számítógépek vásárlásának lehetősége nemcsak szervezetek, hanem magánszemélyek számára is elérhetővé vált. Elkezdődött a személyi számítógépek korszaka.

A személyi számítógépekre egészen más célokra volt szükség, mint elődeikre. Szavak, táblázatok feldolgozására, valamint olyan interaktív alkalmazások (például játékok) futtatására használták őket, amelyeket a nagy számítógépek nem tudtak kezelni.

Az első személyi számítógépeket készletként adták el. Mindegyik készlet tartalmazott egy nyomtatott áramköri lapot, egy sor integrált áramkört, általában egy Intel 8080 áramkört, több kábelt, egy tápegységet és néha egy 8 hüvelykes hajlékonylemez-meghajtót. A vevőnek ezekből az alkatrészekből magának kellett összehajtania a számítógépet. A szoftver nem tartozott a számítógéphez. A vevőnek magának kellett megírnia a szoftvert. Később megjelent a CP/M operációs rendszer, amit Gary Kildall írt az Intel 8080-hoz. Ez az operációs rendszer egy hajlékonylemezre került, tartalmazott egy fájlkezelő rendszert és egy tolmácsot a billentyűzetről gépelt felhasználói parancsok végrehajtására.

Egy másik személyi számítógépet, az Apple-t (és később az Apple II-t) Steve Jobs és Steve Wozniak fejlesztette ki. Ez a számítógép rendkívül népszerűvé vált az otthoni felhasználók és az iskolák körében, aminek pillanatok alatt sikerült alma komoly szereplője a piacon.

Más cégek tevékenységét figyelve a számítógép-piacon akkor még vezető IBM is a személyi számítógépek gyártása mellett döntött. De ahelyett, hogy a semmiből épített volna fel egy számítógépet az egyes IBM-alkatrészekből, ami túl sokáig tartott volna, a cég nagy összeget adott egyik alkalmazottjának, Philip Estridge-nek, és megparancsolta neki, hogy menjen el valahová, távol attól, hogy minden bürokratával beavatkozzon. a cég New York állambeli Armonkban található központjában, és addig nem térnek vissza, amíg egy működő személyi számítógépet meg nem építenek. Estridge elég messze a cég központjától (Floridában) hozott létre egy vállalkozást, az Intel 8088-at vette központi feldolgozó egységnek, és személyi számítógépet épített különböző alkatrészekből. Ez a számítógép (IBM PC) 1981-ben jelent meg, és a történelem legtöbbet vásárolt számítógépe lett.

Az IBM azonban tett egy dolgot, amit később megbántak. Ahelyett, hogy titokban tartotta volna a gép kialakítását (vagy legalábbis szabadalmakkal védte volna magát), ahogy általában tette, a vállalat egy 49 dolláros könyvben publikálta a teljes terveket, beleértve az összes elektronikus áramkört is. Ezt a könyvet azért adták ki, hogy más cégek cserekártyákat gyárthassanak az IBM PC-hez, ami növelné ennek a számítógépnek a kompatibilitását és népszerűségét. Sajnos az IBM számára, amint az IBM PC-projekt széles körben ismertté vált, sok cég kezdett el gyártani klónok PC-k, és gyakran sokkal olcsóbban adták el őket, mint az IBM (mivel a számítógép minden alkatrésze könnyen megvásárolható volt). Ezzel megkezdődött a személyi számítógépek gyors gyártása.

Bár egyes vállalatok (például a Commodore, az Apple és az Atari) személyi számítógépeiket processzoraikkal, nem pedig Intel processzoraikkal építették, az IBM PC-gyártás lehetősége olyan nagy volt, hogy más cégek nehezen tudtak áttörni. Csak keveseknek sikerült életben maradniuk, és akkor is csak azért, mert szűk területekre szakosodtak, például munkaállomások vagy szuperszámítógépek gyártására.

Az IBM PC első verzióját az MS-DOS operációs rendszerrel szerelték fel, amelyet az akkor még apró Microsoft Corporation adott ki. Az IBM és a Microsoft közösen fejlesztette ki az MS-DOS-t követő OS/2 operációs rendszert, amely tartalmazta grafikus felhasználói felület(Grafikus felhasználói felület, GUI), hasonlóan az Apple Macintosh felülethez. Eközben a Microsoft kifejlesztette saját operációs rendszerét, a Windows-t is, amely MS-DOS-on futott, arra az esetre, ha az OS/2 nem jönne be. Az OS/2-re valóban nem volt kereslet, és a Microsoft sikeresen folytatta a Windows operációs rendszer kiadását, ami hatalmas viszályt váltott ki az IBM és a Microsoft között. A legenda arról szól, hogy az apró Intelnek és még az Intelnél is apróbb Microsoftnak sikerült megdönteni az IBM-et, a világtörténelem egyik legnagyobb, leggazdagabb és legerősebb vállalatát, a világ üzleti iskoláiban mesélik.

A 8088-as processzor kezdeti sikere arra ösztönözte az Intelt, hogy továbbfejlesztse azt. Különösen figyelemre méltó az 1985-ben kiadott 386, a Pentium sorozat első képviselője. A modern Pentium processzorok sokkal gyorsabbak, mint a 386, de építészetileg egyszerűen erősebb változatai annak.

Az 1980-as évek közepén a CISC-t (Complex Instruction Set Computer) felváltotta a RISC (Reduced Instruction Set Computer). A RISC utasítások egyszerűbbek és sokkal gyorsabbak voltak. A 90-es években megjelentek a szuperskaláris processzorok, amelyek sok utasítást tudtak egyszerre végrehajtani, gyakran nem abban a sorrendben, ahogyan a programban elhelyezkednek.

1992-ig a személyi számítógépek 8, 16 és 32 bitesek voltak. Aztán jött a DEC forradalmi 64 bites Alpha-ja, a valaha volt legigazibb RISC számítógép, amely messze felülmúlja az összes többi PC-t. A modell kereskedelmi sikere azonban nagyon szerénynek bizonyult - csak egy évtizeddel később a 64 bites gépek váltak népszerűvé, és akkor is csak professzionális szerverként.

Ötödik generáció - láthatatlan számítógépek

1981-ben a japán kormány bejelentette azon szándékát, hogy 500 millió dollárt biztosít nemzeti vállalatoknak olyan mesterséges intelligencia technológián alapuló ötödik generációs számítógépek fejlesztésére, amelyek a negyedik generációs "fejre szorított" gépeket lettek volna felváltva. Amikor a japán vállalatok gyorsan elfoglalják piaci pozícióikat a kameráktól a sztereókészülékeken át a televíziókig terjedő iparágakban, az amerikai és európai gyártók pánikba estek, és hasonló támogatásokat és egyéb támogatásokat követeltek kormányaiktól. A nagy zaj ellenére azonban az ötödik generációs számítógépek fejlesztését célzó japán projekt végül tarthatatlannak bizonyult, és óvatosan "betolták a hátsó dobozba". Bizonyos értelemben ez a helyzet közel áll ahhoz, amellyel Babbage szembesült: az ötlet annyira megelőzte korát, hogy nem volt megfelelő technológiai alap a megvalósításához.

Mindazonáltal az ötödik generációs számítógépek megvalósultak, de nagyon váratlan formában - a számítógépek száma rohamosan fogyni kezdett. Az 1993-ban bemutatott Apple Newton bebizonyította, hogy egy számítógép elfér egy kazettás lejátszó méretű tokban. Úgy tűnt, hogy a Newtonban megvalósított kézírás bonyolítja a dolgokat, de később az ilyen gépek felhasználói felülete, amelyek ma ún. személyes elektronikus titkárok(Személyi digitális asszisztensek, PDA), vagy egyszerűen kézi számítógépek, továbbfejlesztett és széles körű népszerűségre tett szert. Sok PDA manapság ugyanolyan erős, mint két-három évvel ezelőtt a hagyományos PC-k.

De még a zsebszámítógépek sem váltak igazán forradalmi fejlesztéssé. Sokkal nagyobb jelentőséget tulajdonítanak az úgynevezett "láthatatlan" számítógépeknek - amelyek háztartási gépekbe, órákba, bankkártyákba és számos egyéb eszközbe vannak beépítve. Az ilyen típusú processzorok magas funkcionalitást és ugyanolyan széles körű alkalmazásokat biztosítanak, nagyon kedvező áron. Az a kérdés, hogy lehetséges-e ezeket a mikroáramköröket egyetlen teljes generációvá redukálni (és vannak
1970-es évekből valók) továbbra is vitatható. Az tény, hogy nagyságrenddel bővítik a háztartási és egyéb eszközök képességeit. A láthatatlan számítógépek befolyása a világipar fejlődésére még most is nagyon nagy, és az évek múlásával egyre nőni fog. Az ilyen számítógépek egyik jellemzője, hogy hardverüket és szoftverüket gyakran a módszerrel tervezik közös fejlesztés.

Következtetés

Tehát a vákuumcsöves számítógépek (pl ENIAC), a másodikhoz - tranzisztoros gépek ( IBM 7094), a harmadikhoz - az első számítógépek integrált áramkörön ( IBM 360), a negyedikre - személyi számítógépek (CPU-vonalak Intel). Ami az ötödik generációt illeti, inkább nem egy konkrét architektúrához, hanem egy paradigmaváltáshoz kötődik. A jövő számítógépei minden elképzelhető és elképzelhetetlen eszközbe beépülnek, és ennek köszönhetően valóban láthatatlanná válnak. Ők
szilárdan beépülnek a mindennapi életbe - ajtókat nyitnak, lámpákat kapcsolnak fel, pénzt osztanak szét és több ezer egyéb feladatot látnak el. Ezt a modellt, amelyet Mark Weiser későbbi éveiben fejlesztett ki, eredetileg úgy hívták széles körben elterjedt számítógépesítés, hanem a " átható számítógépesítés". Ez a jelenség nem kevésbé radikálisan megváltoztatja a világot, mint az ipari forradalom.

E. Tannenbaum „Számítógépes architektúra” című könyve alapján, 5. kiadás.

Korának egyik legnagyobb találmánya. Emberek milliárdjai használnak számítógépet mindennapi életükben szerte a világon.

Az évtizedek során a számítógép egy nagyon drága és lassú eszközből a mai rendkívül intelligens, hihetetlen feldolgozási teljesítményű gépekké fejlődött.

Senkinek nem tulajdonítható a számítógép feltalálása, sokan úgy vélik, hogy Konrad Zuse és az ő Z1-es gépe volt az első az újítások hosszú sorában, amely a számítógépet adta nekünk. Konrad Zuse német volt, aki az első szabadon programozható mechanikus számítástechnikai eszköz megalkotásával szerzett hírnevet 1936-ban. A Z1 Zuse 3 fő elemre összpontosítva készült, amelyeket a mai számológépekben még mindig használnak. Később Konrad Zuse megalkotta a Z2-t és a Z3-at.

A Mark sorozat első számítógépeit a Harvardon építették. A MARK-ot 1944-ben hozták létre, és ez a számítógép akkora volt, mint egy szoba, 55 láb hosszú és 8 láb magas. A MARK a számítások széles skáláját tudta elvégezni. Sikeres találmány lett, és az amerikai haditengerészet 1959-ig használta.

Az ENIAC számítógép volt az egyik legfontosabb előrelépés a számítástechnikában. A második világháború idején az Egyesült Államok hadserege helyezte üzembe. Ez a számítógép vákuumcsöveket használt villanymotorok és karok helyett a gyors számításokhoz. Sebessége ezerszer gyorsabb volt, mint bármely más korabeli számítástechnikai eszközé. Ez a számítógép hatalmas volt, és összesen 500 000 dollárba került. Az ENIAC 1955-ig volt szolgálatban.

A RAM vagy Random Access Memory 1964-ben jelent meg. Az első RAM egy fémérzékelő lemez volt, amelyet egy vákuumcső mellé helyeztek el, amely érzékelte az elektromos töltések különbségeit. Egyszerű módja volt a számítógépes utasítások tárolásának.

1940-ben sok újítás történt. Manchester kifejlesztette a Telecommunications Research Establishmentet. Ez volt az első számítógép, amely tárolt programot használt, és 1948-ban kezdte meg működését. A Manchester MARK I 1951-ben folytatódott, és óriási fejlődést mutatott.

Az UNIVAC-ot az ENIAC alkotói építették. Ez volt a leggyorsabb és leginnovatívabb számítógép, amely számos számítás elvégzésére volt képes. Korának remekműve volt, és fogadták értékelt, megbecsült a nyilvánosság.

Az IBM, az első széles körben használt és az emberek számára elérhető személyi számítógép. Az IBM 701 volt az első általános célú számítógép, amelyet az IBM fejlesztett ki. Az új 704-es modellben egy új, "Fortran" nevű számítógépes nyelvet használtak. Az IBM 7090 szintén nagy sikert aratott, és a következő 20 évben uralta az irodai számítógépeket. Az 1970-es évek végén és az 1980-as években az IBM kifejlesztette a PC néven ismert személyi számítógépet. Az IBM óriási hatást gyakorolt ​​a ma használt számítógépekre.

A személyi számítógépek piacának növekedésével az 1980-as évek elején és közepén sok vállalat felismerte, hogy a grafikus felület felhasználóbarátabb. Ennek eredményeként a Microsoft kifejlesztette a Windows nevű operációs rendszert. Az első verziót Windows 1.0-nak hívták, majd később jött a Windows 2.0 és 3.0. A Microsoft manapság egyre népszerűbb.

Ma a számítógépek rendkívül nagy teljesítményűek és megfizethetőbbek, mint valaha. Életünk szinte minden területére behatoltak. Erőteljes kommunikációs és kereskedési eszközként használják őket. A számítógépek jövője óriási.

V késő XIX századi Herman Hollerith Amerikában találta fel a számláló- és perforálógépeket. A numerikus információk tárolására lyukkártyákat használtak.

Minden ilyen gép csak egy meghatározott programot tudott végrehajtani, lyukkártyákkal és rájuk lyukasztott számokkal manipulálva.

Számoló- és perforálógépek numerikus táblázatokat perforáltak, válogattak, összesítettek, nyomtattak. Ezeken a gépeken számos tipikus statisztikai feldolgozási, számviteli és egyéb feladatot lehetett megoldani.

G. Hollerith számláló- és lyukasztógépeket gyártó céget alapított, amely aztán céggé alakult IBM- immár a világ leghíresebb számítógépgyártója.

A számítógépek közvetlen elődjei voltak relé számítástechnikai gépek.

A 20. század 30-as éveire a reléautomatizálás nagymértékben fejlődött. , ami lehetővé tette az információt bináris formában kódolni.

Egy relégép működése során több ezer relé vált át egyik állapotból a másikba.

A rádiótechnika a 20. század első felében gyorsan fejlődött. A rádióvevők és rádióadók fő eleme akkoriban a vákuumcsövek voltak.

Az elektronikus lámpák lettek az első elektronikus számítógépek (számítógépek) műszaki alapjai.

Az első számítógépet - egy univerzális vákuumcsöves gépet - 1945-ben építették az Egyesült Államokban.

Ezt a gépet ENIAC-nak hívták (az Electronic Digital Integrator and Computer rövidítése). Az ENIAC tervezői J. Mouchli és J. Eckert voltak.

Ennek a gépnek a számolási sebessége ezerszeresen meghaladta az akkori relégépek sebességét.

Az első elektronikus számítógép ENIAC programozása plug-and-switch módszerrel történt, vagyis a program a gép egyes blokkjainak vezetékekkel ellátott kapcsolótáblán történő összekapcsolásával készült.

Ez a bonyolult és fárasztó eljárás a gép munkára való felkészítésénél kényelmetlenné tette a kezelést.

A fő gondolatokat, amelyek szerint a számítástechnika évek óta fejlődik, a legnagyobb amerikai matematikus, John von Neumann dolgozta ki.

1946-ban a "Nature" folyóirat J. von Neumann, G. Goldstein és A. Burks cikkét közölte: "Egy elektronikus számítástechnikai eszköz logikai tervezésének előzetes megfontolása".

Ez a cikk felvázolta a számítógépek tervezésének és működésének alapelveit. Ezek közül a legfontosabb a memóriában tárolt program elve, amely szerint az adatok és a program a gép általános memóriájába kerül.

A számítógép eszközének és működésének alapvető leírását általában ún számítógép architektúra. A fent említett cikkben felvázolt ötleteket "J. von Neumann számítógépes architektúrának" nevezte.

1949-ben megépült az első Neumann architektúrájú számítógép - az angol EDSAC gép.

Egy évvel később megjelent az amerikai EDVAC számítógép. A nevezett gépek egy példányban léteztek. A számítógépek sorozatgyártása a világ fejlett országaiban az 50-es években kezdődött.

Hazánkban az első számítógépet 1951-ben hozták létre. MESM-nek hívták - egy kis elektronikus számológép. A MESM tervezője Szergej Alekszejevics Lebedev volt

S.A. vezetése alatt Lebegyev az 50-es években BESM-1 (nagy elektronikus számológép), BESM-2, M-20 soros csöves számítógépeket építettek.

Akkoriban ezek a gépek a világ legjobbjai közé tartoztak.

A 60-as években S.A. Lebedev vezette a BESM-ZM, BESM-4, M-220, M-222 félvezető számítógépek fejlesztését.

Ennek az időszaknak a kiemelkedő eredménye a BESM-6 gép volt. Ez az első hazai és az egyik első számítógép a világon, másodpercenkénti 1 millió műveleti sebességgel. Későbbi ötletek és fejlesztések S.A. Lebegyev hozzájárult a következő generációk fejlettebb gépeinek létrehozásához.

Az elektronikus számítástechnikát általában generációkra osztják

A generációváltást leggyakrabban a számítógépek elembázisának megváltozásával, az elektronika fejlődésével hozták összefüggésbe.

Ez mindig is a számítógépek számítási teljesítményének, vagyis a sebességnek és a memóriának a növekedéséhez vezetett.

De nem ez az egyetlen következménye a generációváltásnak. Az ilyen átmenetekkel jelentős változások következtek be a számítógép architektúrájában, bővült a számítógépen megoldható feladatok köre, megváltozott a felhasználó és a számítógép interakciójának módja.

Számítógépek első generációja - 50-es évek lámpaautói. Az első generáció leggyorsabb gépeinek számlálási sebessége elérte a 20 ezer műveletet másodpercenként (M-20 számítógép).

A programok és adatok beviteléhez lyukszalagokat és lyukkártyákat használtak.

Mivel ezeknek a gépeknek a belső memóriája kicsi volt (több ezer számot és programutasítást tartalmazhatott), ezért főként nem nagy mennyiségű adat feldolgozásával kapcsolatos mérnöki és tudományos számításokhoz használták őket.

Ezek meglehetősen terjedelmes, több ezer lámpát tartalmazó szerkezetek voltak, amelyek néha több száz négyzetmétert is elfoglaltak, és több száz kilowatt áramot fogyasztottak.

Az ilyen gépekhez programokat gépi utasítási nyelveken állítottak össze. Ez meglehetősen munkaigényes munka.

Ezért a programozás akkoriban kevesek számára volt hozzáférhető.

1949-ben az Egyesült Államokban létrehozták az első félvezető eszközt, amely a vákuumcsövet váltotta fel. Tranzisztornak hívják. A tranzisztorok gyorsan gyökeret vertek a rádiótechnikában.

A számítógépek második generációja

A 60-as években a tranzisztorok a számítógépek elembázisává váltak második generáció.

A félvezető elemekre való átállás minden tekintetben javította a számítógépek minőségét: kompaktabbak, megbízhatóbbak, kevésbé energiaigényesek lettek.

A legtöbb gép sebessége elérte a másodpercenkénti tíz- és százezer műveletet.

A belső memória mennyisége több százszorosára nőtt az első generációs számítógépekhez képest.

A külső (mágneses) memóriaeszközök nagymértékben fejlődtek: mágnesdobok, mágnesszalagos meghajtók.

Ennek köszönhetően lehetővé vált információs-referencia, keresőrendszerek számítógépen történő létrehozása.

Az ilyen rendszerek azzal járnak, hogy nagy mennyiségű információt kell hosszú ideig tárolni mágneses adathordozókon.

A második generáció során a magas szintű programozási nyelvek gyorsan fejlődni kezdtek. Ezek közül az első a FORTRAN, ALGOL, COBOL volt.

A programozás megszűnt a gép típusától függeni, egyszerűbb, áttekinthetőbb, elérhetőbb lett.

A programozás, mint a műveltség egyik eleme elterjedt, elsősorban a felsőfokú végzettségűek körében.

A számítógépek harmadik generációja új elembázison - integrált áramkörökön - jött létre. Egy nagyon összetett technológia segítségével a szakemberek megtanulták, hogyan kell meglehetősen bonyolult elektronikus áramköröket felszerelni egy kis félvezető anyagú lemezre, amelynek területe 1 cm-nél kisebb.

Integrált áramköröknek (IC) hívták őket.

Az első IC-k több tucat, majd több száz elemet (tranzisztorokat, ellenállásokat stb.) tartalmaztak.

Amikor az integráció mértéke (az elemek száma) megközelítette az ezret, nagy integrált áramköröknek kezdték nevezni - LSI; majd megjelentek a nagyon nagy integrált áramkörök - VLSI.

A harmadik generációs számítógépeket a 60-as évek második felében kezdték el gyártani, amikor az amerikai IBM cég megkezdte az IBM-360 géprendszer gyártását. Ezek IS gépek voltak.

Kicsit később elkezdték gyártani az LSI-re épített IBM-370 sorozatú gépeket.

A Szovjetunióban a 70-es években megkezdődött az ES EVM sorozat (Unified Computer System) gépeinek gyártása az IBM-360/370 mintájára.

Átmenet a harmadik generációra a számítógép-architektúra jelentős változásaihoz kapcsolódik.

Most már több programot is futtathat ugyanazon a gépen egyszerre. Ezt a működési módot többprogramos (multi-program) módnak nevezik.

A legerősebb számítógépmodellek sebessége elérte a másodpercenkénti több millió műveletet.

A harmadik generációs gépeken új típusú külső tárolóeszközök jelentek meg - mágneses lemezeket .

A mágnesszalagokhoz hasonlóan a lemezek is korlátlan mennyiségű információt tárolhatnak.

De a mágneses lemezmeghajtók (MDD) sokkal gyorsabbak, mint az NML-ek.

Az új típusú I/O eszközöket széles körben használják: kijelzők, plotterek.

Ebben az időszakban jelentősen bővültek a számítógépek alkalmazási területei. Megkezdődtek az adatbázisok, az első mesterséges intelligencia rendszerek, számítógépes tervezési (CAD) és vezérlő (ACS) rendszerek.

Az 1970-es években a kisméretű (mini) számítógépek sora erőteljes fejlesztést kapott. Az amerikai DEC cég PDP-11 sorozatú gépei itt egyfajta szabvánnyá váltak.

Hazánkban ennek a modellnek megfelelően az SM EVM (Small Computer System) gépsorozatot hozták létre. Kisebbek, olcsóbbak, megbízhatóbbak, mint a nagy gépek.

Az ilyen típusú gépek jól alkalmazhatók különféle műszaki objektumok vezérlésére: gyártóüzemek, laboratóriumi berendezések, járművek. Emiatt vezérlőgépeknek nevezik őket.

Az 1970-es évek második felében a miniszámítógépek gyártása meghaladta a nagygépek gyártását.

Számítógépek negyedik generációja

Egy másik forradalmi esemény az elektronikában történt 1971-ben, amikor az amerikai Intel cég bejelentette a létrehozását mikroprocesszor .

A mikroprocesszor egy nagyon nagy integrált áramkör, amely képes ellátni a számítógép fő egysége - a processzor - funkcióit.

Mikroprocesszor egy miniatűr agy, amely a memóriájába ágyazott program szerint működik.

Kezdetben a mikroprocesszorokat különféle műszaki eszközökbe kezdték beépíteni: gépek, autók, repülőgépek . Az ilyen mikroprocesszorok automatikusan vezérlik ennek a technikának a működését.

A mikroprocesszor bemeneti-kimeneti eszközökkel, külső memóriával való összekapcsolásával egy új típusú számítógépet kaptunk: egy mikroszámítógépet.

A mikroszámítógépek a negyedik generációs gépek közé tartoznak.

Lényeges különbség a mikroszámítógépek és elődeik között a kis méretük (egy háztartási tévé mérete) és a viszonylagos olcsóságuk.

Ez az első számítógéptípus, amely megjelent a kiskereskedelemben.

A legnépszerűbb számítógéptípus ma a személyi számítógép.

A személyi számítógépek jelenségének megjelenése két amerikai szakember nevéhez fűződik: Steve Jobs és Steve Wozniak.

1976-ban megszületett az első szériaszámítógépük, az Apple-1, 1977-ben pedig az Apple-2.

A személyi számítógép lényege a következőképpen foglalható össze:

A PC egy mikroszámítógép felhasználóbarát hardverrel és szoftverrel.

A PC hardver használja

színes grafikus kijelző,

egér manipulátorok,

"joystick",

kényelmes billentyűzet,

felhasználóbarát kompakt lemezek (mágneses és optikai).

Szoftver lehetővé teszi a személy számára, hogy könnyen kommunikáljon a géppel, gyorsan elsajátítsa a vele való munkavégzés alapvető technikáit, kihasználja a számítógép előnyeit programozás nélkül.

Az ember és a számítógép közötti kommunikáció történhet játék formájában, színes képekkel a képernyőn, hangkísérettel.

Nem meglepő, hogy az ilyen tulajdonságokkal rendelkező gépek gyorsan népszerűvé váltak, és nem csak a szakemberek körében.

A számítógép ugyanolyan gyakori háztartási gépekké válik, mint a rádió vagy a TV. Hatalmas mennyiségben gyártják, árusítják a boltokban.

1980 óta az amerikai IBM cég a PC-piac „trendszettjévé” vált.

Tervezőinek sikerült olyan architektúrát létrehozniuk, amely a professzionális PC-k de facto nemzetközi szabványává vált. Ennek a sorozatnak a gépeit IBM PC-nek (Personal Computer) hívták.

A 80-as évek végén és a 90-es évek elején az Apple Corporation Macintosh gépei nagyon népszerűvé váltak. Az Egyesült Államokban széles körben használják az oktatási rendszerben.

A PC megjelenése és elterjedése társadalmi fejlődési jelentőségét tekintve a könyvnyomtatás megjelenéséhez hasonlítható.

A számítógép tette tömegjelenséggé a számítógépes műveltséget.

Az ilyen típusú gépek kifejlesztésével megjelent az "információs technológia" fogalma, amely nélkül az emberi tevékenység legtöbb területén már lehetetlen kezelni.

Van egy másik vonal is a negyedik generációs számítógépek fejlesztésében. Ez egy szuperszámítógép. Az ebbe az osztályba tartozó gépek sebessége több száz millió és milliárd művelet másodpercenként.

Az első negyedik generációs szuperszámítógép az amerikai ILLIAC-4 gép volt, ezt követte a CRAY, CYBER stb.

A hazai gépek közül ebbe a sorozatba tartozik az ELBRUS többprocesszoros számítógép-komplexum.

ötödik generációs számítógép Ezek a közeljövő gépei. Fő minőségüknek magas intellektuális szintnek kell lennie.

Az ötödik generációs gépek mesterséges intelligencia.

Gyakorlatilag sok minden történt már ebben az irányban.

Ma már lehetetlen elképzelni az életet személyi számítógép nélkül, de nem is olyan régen az emberek számítógép nélkül éltek, és minden megfelelt nekik. Vessünk egy pillantást a legelső személyi számítógép történetére.

A személyi számítógép szerepe a mi modern élet nem lehet túlbecsülni. Most van az, hogy az emberiség végre közel került hozzá dédelgetett álom- okos mechanikus asszisztensek az élet bármely területén. A személyi számítógép egyszerűen nélkülözhetetlenné vált a munkához, a szórakozáshoz vagy a szabadidőhöz. Az első pincékben és garázsokban összeszerelt számítógépek örökösei ma elegáns irodákban, stílusos irodákban és hangulatos lakásainkban állnak. Meg kell jegyezni, hogy nem azonnal Személyi számítógép piacra került, a számítástechnika korszerű fejlődéséért sokat tett magánszemélyek és vállalatok sorsa nem mindig volt sikeres.

Hogyan kezdődött az egész

Herman Hollerith a 19. század végén Amerikában feltalálta a számláló- és perforálógépeket. A numerikus információk tárolására lyukkártyákat használtak. G. Hollerith egy számláló- és perforálógépeket gyártó cég alapítója. Az IBM ma a világ legnépszerűbb számítógépes vállalata.
Az első számítógépet 1945-ben az Egyesült Államokban találták fel. Ez egy univerzális vákuumcsöves gép volt, amelyet J. Mouchli és J. Eckert tervezett.

Minden elektronikus számítógép generációkra osztható. A generációváltás főként az elektronikai technológia fejlődésével függ össze. Így:
- A számítógépek 1. generációja az 50-es évek csőgépei, lyukszalagokkal és lyukkártyákkal a programok és adatok bevitelére szolgáltak.
- A számítógépek 2. generációja - a tranzisztorok a 60-as években lettek az elemi alapok. A számítógépek ma már megbízhatóbbak, kompaktabbak és kevésbé energiaigényesek.
- A számítógépek 3. generációja - integrált áramkörökön készült Megjelennek a mágneslemezek, egy új típusú tárolóeszköz.
- Számítógépek 4. generációja - 1971-ben az Intel megalkotta a mikroprocesszort, amelyet külső memóriával, I / O eszközökkel összekapcsolva feltalálták a mikroszámítógépet.

Személyi számítógépek

Manapság a legnépszerűbb számítógépek a személyi számítógépek.
A PC megjelenése két amerikai szakember nevéhez fűződik: Steve Jobs és Steve Wozniak. 1976-ban megjelenik az első PC -1, 1977-ben pedig az Apple-2.

A személyi számítógép a felhasználóhoz hű hardverrel és szoftverrel rendelkező mikroszámítógép, amely lehetővé teszi a személy számára, hogy könnyen kommunikáljon a számítógéppel, és élvezze annak előnyeit. A PC ma már ugyanaz a mindennapi háztartási gép, mint például egy rádió. 1980 óta az amerikai IB M cég a legnépszerűbb a PC-piacon, tíz évvel később pedig az Apple Corporatio gépei váltak híressé.

A PC megjelenése a maga jelentőségében közösségi fejlesztés csak a nyomtatás megjelenésével hasonlítható össze. A számítógépek voltak azok, amelyek elhozták a számítógépes műveltséget a tömegekhez. Az ilyen típusú elektronikus gépek kifejlesztésével felmerült az „információs technológia” fogalma, amelyek nélkül az emberiség elvileg nem tud meglenni életének egyetlen területén sem.