История развития вычислительной техники. отечественная вычислительная техника. первая эвм

История развития электронно-вычислительных машин

Началом этого пути можно считать конец 1623 года, когда В. Шикардом была создана машина, обладающая способностью складывать и отнимать числа. Машина, которая могла выполнять с числами все четыре действия, появилась только через несколько лет. Ее автором был Б. Паскаль.

В 1823 году Бэббиджем создана вычислительная машина, похожая на предыдущие. Отличительной особенностью машины была способность печатать полученные результаты на специальной негативной пластинке, предназначенной для фотопечати. В действие этот аппарат приводил паровой двигатель. В 1890 году известным ученым Германом Холлеритом была разработана машина, способная работать с данными в таблицах.

После смерти этого ученого эволюция развития ЭВМ приостановилась. Застой длился до начала XX столетия, пока инженер Конрад Цузе не создал Z1 – первую механическую программируемую цифровую вычислительную машину. в 1941 году Цузе создает первую вычислительную машину, обладающую всеми свойствами современного компьютера Z3.

Специальность оператор электронно-вычислительных и вычислительных машин

Активное внедрение в жизнь электронно-вычислительных машин повлекло за собой необходимость появления такой профессии, как оператор ЭВМ.

Работа оператором ЭВМ заключается во введении информации в ПК, ее обработке и передаче по локальным сетям через интернет. Оператор может работать с информацией, представленной в разных форматах (текстовый, видео-, аудио-, графическая и другая).

Оператор ЭВМ — это специальность, которая необходима для функционирования таких учреждений, как банк, страховая компания, промышленные и торговые предприятия, издательства.

Специалисты в области ЭВМ востребованы в разных отраслях.

ZX Spectrum

Первые «Спектрумы», как сообщают старожилы, были ввезены в Советский Союз из Польши. Позднее в СССР получили большое распространение многочисленные клоны этого компьютера.

Сам ZX Spectrum разошелся в нашей стране тиражом более миллиона экземпляров. Его популярности способствовали невысокая цена и опять-таки универсальность — телевизор можно было использовать в качестве монитора, а магнитофон — в качестве накопителя информации.

Кроме того, компания Sinclair, производитель «Спектрума», предлагала довольно обширный ассортимент периферии — модули для подключения к локальной сети, принтеры, внешнее пленочное хранилище данных и джойстики.

ZX Spectrum — 8-разрядный домашний компьютер, созданный английской компанией Sinclair Research Ltd на основе микропроцессора Z80 фирмы «Zilog»Фото: Bill Bertram/ Википедия

Литература[править]

1. Slater, R. Portraits in Silicon, Cambridge, MA: M.I.T. Press, 1987.
2. Bechini, A., Conte, T.M., and Prete, С A. «Opportunities and Challenges in Embedded Systems», IEEE Micro Magazine, vol. 24, pp. 8-9, July-Aug. 2004.
3. Henkel, J., Ни, X.S., and Bhattachatyya, S.S. «Taking on the Embedded System Challenge», IEEE Computer Magazine, vol. 36, pp. 35-37, April 2003.
4. Weiser, M. «The Computer for the 21st Century», IEEE Pervasive Computing, vol. 1, pp. 19-25, Jan.-March 2002; originally published in Scientific American, Sept. 1991.
5. Lutz,J., and Hasan, A. «High Performance FPGA based Elliptic Curve Cryptographic Co-Processor», Proc. Int’l Conf. on Inf. Tech.: Coding and Computing, IEEE, pp. 486-492, 2004.
6. Saha, D., and Mukherjee, A. «Pervasive Computing: A Paradigm for the 21st Century», IEEE Computer Magazine, vol. 36, pp. 25-31, March 2003.
7. Sakamura, K. «Making Computers Invisible», IEEE Micro Magazine, vol. 22, pp. 7-11, 2002.

МЭСМ — ЭВМ, работающая по принципу арифмометра

Первую ЭВМ в СССР и континентальной Европе создали в Киевском институте электротехники под руководством академика Лебедева.

Вообще, Лебедев хотел создать цифровую ЭВМ ещё в начале войны — тогда он руководил лабораторией в Московском электротехническом институте. Однако в 1941 году институт эвакуировали на Урал и учёному пришлось плотно заниматься военными разработками: самонаводящимися торпедами, системой стабилизации танковых орудий и тому подобным.

Когда война закончилась, Лебедев вернулся в Москву. Но реализовать проект счётной супермашины оказалось непросто. Он обратился в ЦК ВКП(б) и рассказал куратору по науке, что его ЭВМ будет выполнять до 10 000 операций в секунду, но над ним только посмеялись: «А что будет, когда мы все задачи на вашей машине прорешаем — выбросим её на свалку?»

К счастью, в 1947 году Лебедева пригласили в Киев, и он продолжил работу над вычислительной машиной. К осени 1948 года Сергей Алексеевич уже разработал модель вычислительной машины. Она работала по принципу арифмометра и предназначалась для ускорения и автоматизации счёта. Лебедев назвал свою машину МЭСМ (малая электронная счётная машина). А в марте 1949 года Лебедев создал и испытал работающий макет арифметико-логического устройства на радиолампах.

В 1951 году началась сложная работа по переводу макета в действующую ЭВМ. Это были послевоенные годы, людей не хватало, поэтому над машиной работали всего 12 инженеров, 15 техников и монтажниц. Трудиться приходилось сутки напролёт: Лебедев и сам всё время что-то паял, монтировал, клепал. И к декабрю 1951 года машина была готова!

МЭСМ использовала 6000 радиоламп и занимала 60 квадратных метров. Правда, с помещением под компьютер просчитались — машину собрали в комнате на нижнем этаже двухэтажного здания, и когда все 6000 ламп загорелись, температура резко подскочила. Работать стало невозможно, поэтому пришлось разобрать потолок и часть кровли.

Характеристики МЭСМ:

• Машина производила до 50 операций в секунду — неплохая скорость по сравнению с ручными вычислениями.
• Ёмкость ОЗУ — 31 число и 63 команды.
• Представление чисел — с фиксированной точкой, 16 двоичных разрядов.
• Команды трёхадресные, длиной в 20 двоичных разрядов (4 разряда — код операций).
• Дополнительно можно было подключать ЗУ на магнитном барабане ёмкостью 5000 слов.
• Данные вводились с помощью перфоленты или штекеров на коммутаторах, а выводились на электромеханическое печатающее устройство или фотографировались.

Во время испытаний МЭСМ производила сложные вычисления — рассчитывала сумму факториалов нечётных чисел, возводила дроби в степень. Все увидели, что скорость компьютера намного превышает человеческие возможности.

В 1952 году ЭВМ продемонстрировали на публике — и с тех пор она считается первой работающей электронно-вычислительной машиной в СССР и континентальной Европе.

Лебедев разработал МЭСМ в качестве макета для отработки принципов построения БЭСМ (большой электронной счётной машины), которую создавали параллельно. Но и саму МЭСМ активно использовали — на ней решали разные научно-технические и экономические задачи:

• рассчитывали энергосистемы и строительные конструкции;
• обрабатывали геодезические наблюдения;
• составляли статистические таблицы;
• решали задачи баллистики, синтеза аммиака и многое другое.

МЭСМ использовали в реальных задачах до 1957 года, а потом ещё два года на ней обучали студентов.

О проекте аналитической машины Бэббиджа

По проекту 1834 г., разработанному Бэббиджем на бумаге, аналитическая машина включала 4 блока:

1. регистры памяти (по терминологии Бэббиджа store — хранилище, склад) – это аналог современного запоминающегося устройства (ЗУ) для хранения исходных данных и результатов;

2. арифметический блок (по терминологии Бэббиджа mill — мельница) – это аналог современного устройства для вычислений;

3. барабан, управляющий операциями машины (control barrel)  — прообраз современного устройства управления (УУ);

4. перфокарты – прототип ввода/вывода информации.

Такая схема Вам ничего не напоминает? Ведь это уже практически архитектура электронно-вычислительных машин (ЭВМ). Остается лишь придумать схему совместного хранения программ и данных в памяти компьютера. Это было сделано 100 лет спустя коллективом ученых во главе с американским .

Вернемся в 1834 год. Еще не изобретены фотография и электричество, нет телефона и радио. По морям плавают исключительно парусные судна, а на суше лошадь – друг человека.

И вдруг – аналитическая машина, то есть, механическое устройство с идеями автоматического программного управления! Человечество смогло это реализовать спустя более 100 лет благодаря появлению электроники.

«Агат»

Выпущенный в СССР в начале восьмидесятых годов «Агат» был аналогом Apple II, созданном в далеких Соединенных Штатах Стивом Джобсом. Несмотря на то, что это был компьютер, созданный главным образом для образовательных нужд, в советских домах ему тоже нашлось место.

«Агат» стал одним из немногих советских компьютеров (во всяком случае, ко времени его массового распространения), оснащенных дисководом, а иногда и двумя. Ряд моделей компьютера имели отдельный системный блок и подключаемую к нему клавиатуру, а также поставлялись сразу с мониторами.

Компьютер Агат-4 с монитором на базе телевизора «Шилялис». Был представлен на выставке CeBIT в 1984 годуФото: Голов Александр/ Википедия

В качестве игровых манипуляторов использовались невиданные в СССР «пульты» — заместители джойстиков, управляющие объектами на экране путем вращения большой круглой ручки.

Что касается наиболее в СССР популярных компьютерных игр, то вместо того, чтобы их перечислять, достаточно показать небольшой, но крайне познавательный видеоролик. Об уровне «экшена» и напряженности игрового процесса судить вам.

Диалоговый вычислительный комплекс (ДВК) — семейство советских ЭВМ середины 80-х — начала 90-х годов XX векаФото: Википедия

Компьютерное поколение

После Второй Мировой Войны началась главная «ступень» развития IT. Наступило мирное время, когда люди смогли изучить интегральные схемы, а также производить различные механизмы без спешки. В этот период в свет вышли несколько компьютерных поколений.

Первая ступень

История развития вычислительной техники современного типа началась с ламповых компьютеров. Основаны они на архитектуре фон Неймана. Малая экспериментальная машина создана в Манчестерском университете в 1948.

В «мирном режиме» ученые произвели:

• Марк 1;
• EDSAC;
• EDVAC.

Это – «Евы» современной архитектуры ПК. В Европе к первому поколению относят Z4, в СССР – МЭСМ.

Серийный выпуск компьютеров в Советском Союзе начался с 1953 – с ЭВМ «Стрела». В 1954 IBM представила IBM 360, которая быстро набрала популярность. Этот «модельный ряд» выпускался в 2 000 экземплярах.

В 1955 появилось понятие микропрограммирования. В 1956 IBM продает устройство для хранения – магнитные ленты, основанные на дисках – RAMAC. Устройство могло хранить до 5 МБ данных.

Второе поколение

Началось с изобретения транзистора. IBM представили IBM 650 на лампах. Но размер устройства достигал письменного стола. Доступны такие устройства были только для работы крупных организаций из-за своей стоимости.

Далее популярностью пользовались следующие «девайсы»:

• IBM 7090;
• IBM 1401 – задействовала перфокарточный ввод;
• IBM 1620 – на перфолентах, позже – на перфокартах;
• PDP-1 от DEC в 1960;
• B5000 от Burroughs Corporation со стековой архитектурой и дескрипторами;
• Atlas – с виртуальной памятью на основе подкачке страниц и конвейерным выполнением инструкций.

В этот же период началось развитие языков программирования высокого уровня. Они помогали прямо задавать цели ПО и применяются по сей день.

Третье поколение

Начало – в 1960. Это – период бурного роста ПК. Началось все с изобретения интегральной схемы. В 1964 мир увидел мейнфрейм IBM/360. Аналогом в СССР послужили устройства типа ЕС ЭВМ.

Вместе с третьим поколением выпускалось второе. Это происходило до 1970.

Четвертое поколение

Информация уже передавалась через шину данных с достойной тактовой частотой. В 1970-е появилось 4 поколение компьютерных устройств. Началось все с создания центрального процессора на одном кристалле. Так появились микропроцессоры от Intel.

Стив Возняк, работающий в Apple, придумал первый домашний ПК. Он получил массовое производство.

Пятое поколение

Датируется 1992 годом. Можно назвать это «современным движением». Техника для вычисления была основана на сверхсложных микропроцессорах, включающих в себя параллельно-векторную структуру. Она подходит для выполнения огромного количества команд одновременно. Технику такого типа, предназначенную для широкого применения, задействуют для быстрой и точной обработки данных, создания эффективно функционирующих сетей.

Шестое поколение

Сейчас все еще актуально развитие вычислительных техник. Но теперь набора элементарных математических функций для удовлетворения потребностей населения мало.

Шестое поколение ЭВМ началось примерно с 2013. Представлены оптоэлектронными и электронными устройствами. Включают в себя тысячи микропроцессоров. Они обладают массовым параллелизмом, а также моделирующей архитектурой нейронных биологических систем.

Этапы становления истории ЭВМ, состоящей как из больших шагов, так и мелких открытий, позволили подойти к внедрению искусственного интеллекта. Сейчас можно сделать вывод о том, что IT-сфера стремительно развивается. Она начинает использовать биоданные и совершенные технологии программирования, чтобы облегчать жизнь компаниям и рядовым гражданам.

История развития вычислительной техники в наши времена привела к созданию практически совершенных цифровых машин. И пока неизвестно, что будет дальше. Но разработчики стараются производить «девайсы», которые требовали бы минимального вмешательства человека в процесс работы.

Также вам может быть интересна статья «Электронно-вычислительная техника: с чего все началось.

Электроника БК–0010

Помните такие?–

Помимо промышленных ЭВМ, для которых требовался целый отдельный павильон, выпускались и так называемые бытовые компьютеры. Проще говоря — ПК. Вот, например, «Электроника БК-0010».

В качестве носителей информации компьютер использовал компакт-кассеты. Процессором выступал 16-битный чип К1801ВМ1, тоже производства СССР.

Компьютер появился в 1985 году, его проектированием занимались Александр Полосин и Сергей Косенков. Особенностью компьютера была поддержка графического режима.

Электроника БК-0010 была дико популярна среди гиков. Под неё было создано множество софта, а в начале 90-х были выпущены улучшенные версии «Электроника БК–011» и «Электроника БК–011М».

Производители и поставщики цифровых электронно-вычислительных машин

Современный рынок цифровых ЭВМ предлагает пользователям широкий выбор оборудования и комплектующих от разных производителей.

Среди самых известных можно выделить такие:

• Acer. Компания создана в 1976 году. Сегодня она занимает одно из четырех первых мест в мире среди поставщиков ЭВМ. Компания специализируется на поставке не только оборудования, но и ее качественных комплектующих.
• ASUS. Начиная с 1989 года, компания смогла завоевать лидирующие позиции среди самых известных в мире поставщиков цифрового ЭВ оборудования. Среди широкого каталога наименований, выпускаемого под брендом этой компании, ноутбуки, планшеты, смартфоны, серверы, беспроводные устройства.
• LG Electronics. Со дня своего основания (1958 год) компания прочно заняла лидирующие позиции в звене производителей ЭВМ, которая активно используется в быту и на производстве (смартфоны, ноутбуки, нетбуки, планшеты). Оборудование отличается не только высоким качеством, но и доступной ценой.

Современные цифровые электронно-вычислительные машины стали незаменимым атрибутом нашей жизни. Это направление техники не стоит на месте, а постоянно развивается и совершенствуется.

Больше о требованиях, производителях, поставщиках электронно-вычислительный машин можно узнать на ежегодной выставке «Связь».

Вычислительные машиныКонцентраторыТенденции развития ИТ

Первое поколение — ЭВМ с электронными лампами

Первыми компьютерами следует считать британский Colossus (1943 г.) и американский ENIAC (Electronic Numeric Integrator, Analyzer and Computer, 1945 г.).

Colossus I — первая вычислительная машина на лампах, созданная англичанами в 1943 г., для раскодирования немецких военных шифров; она состояла из 1800 электронных ламп — устройств для хранения информации — и была одним из первых программируемых электронных цифровых компьютеров.

ENIAC —  был создан для расчета артиллерийских таблиц баллистики; этот компьютер весил 30 тонн, занимал 1000 квадратных футов и потреблял 130-140 кВт электроэнергии. Компьютер содержал 17468 вакуумных ламп шестнадцати типов, 7200 кристаллических диодов и 4100 магнитных элементов, и содержались они в шкафах общим объемом около 100 м3. ENIAC имел производительность 5000 операций в секунду. Общая стоимость машины составляла $ 750 000. Потребность в  потребления электричества — 174 кВт, общее занимаемое пространство — 300 м2.

ENIAC — устройство для расчета артиллерийских таблиц баллистики

Еще один представитель 1-го поколения ЭВМ, на который следует обратить внимание, это EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer). EDVAC интересен тем, что в нем была сделана попытка записывать программы электронным способом в так называемых «ультразвуковых линиях задержки» с помощью ртутных трубок. В 126 таких линиях было возможно сохранять 1024 строк четырехзначных двоичных чисел. Это была «быстрая» память. В качестве «медленной »памяти предполагалось фиксировать числа и команды на магнитном проводе, однако этот метод оказался ненадежным, и пришлось вернуться к телетайпным лентам. EDVAC работал быстрее своего предшественника, сложение занимало 1 мкс, деление — 3 мкс. Он содержал всего 3,5 тыс. электронных ламп и располагался на 13 м2 площади

UNIVAC ( Universal Automatic Computer ) представлял собой электронное устройство с программами, хранящимися в памяти, которые вводились туда уже не с перфокарт, а с помощью магнитной ленты; это обеспечивало высокую скорость чтения и записи информации, а, следовательно, и более высокое быстродействие машины в целом. Одна лента могла содержать миллион символов, записанных в двоичной форме. Ленты могли хранить и программы, и промежуточные данные.

Представители I-го поколения ЭВМ: 1) Electronic Discrete Variable Computer; 2) Universal Automatic Computer

Первые счетные устройства

Современный компьютер – результат деятельности и развития человека. Но люди нуждались в выполнении различных математических задач еще до изобретения информационных технологий. С самого начала развития человечества население училось считать, подсчитывать, умножать и делить. Это помогало в торговле, а также планировании запасов и других сферах жизни.

Самый простой вариант расчетов – использование эквивалентных предметов. Таких, которые не требуют пересчета количества его компонентов. Для этого задействовали балансирные весы. Они помогали определять массу.

Принцип эквивалентности использовался в абаке – первых в мире счетах. Также люди использовали:

• четки;
• антикитерские механизмы (появились с развитием зубчатых колес).

У разных народов рассматриваемые элементарные первые устройства для выполнения математических действий назывались по-разному. У японцев – серобян, у китайцев – суанпан, на Руси – русский шет.

Палочки Непера

В процессе подсчетов требовалось не только сложение и вычитание, но и умножение. Выполнялись такие действия при помощи палочек Непера. Их изобрел шотландский математик – Джон Непер. Он же стал первым автором логарифмов. Информация о подобных «устройствах» возникла в 1617.

Неперский прибор непосредственно выполнял умножения. Деление тоже можно осуществить, но придется постараться. Данный вариант не получил широкого распространения.

Особенности четвертого поколения

Четвертое поколение ЭВМ характеризуется появлением интегральных схем, относящихся к классу больших, а также так называемых сверхбольших. В архитектуре ПК появилась ведущая микросхема — процессор. ЭВМ по своей конфигурации стали ближе к рядовым гражданам. Пользование ими стало возможным при минимальной квалификационной подготовке, в то время как работа с ЭВМ предыдущих поколений требовала профессиональных навыков. Модули ОЗУ стали выпускаться не на основе ферритовых элементов, а на базе CMOS-микросхем. К четвертому поколению ЭВМ принято относить и первый компьютер Apple, собранный в 1976 году Стивом Джобсом и Стефаном Возняком. Многие IT-эксперты считают, что Apple — первый в мире персональный компьютер.

Четвертое поколение ЭВМ также совпало с началом популяризации Интернета. В этот же период появился самый известный сегодня бренд софт-индустрии — Microsoft. Возникли первые версии операционных систем, которые мы знаем сегодня — Windows, MacOS. Компьютеры стали активно распространяться по всему миру.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЭВМ.

	В 1642 году французский учёный Блез Паскаль сконструировал первую механическую счётную машину. Она представляла систему взаимодействующих колесиков, каждое из которых соответствовало одному разряду десятичного числа и содержало цифры от 0 до 9. Когда колесико совершало полный оборот, следующее сдвигалось на одну цифру. Машина Паскаля могла только складывать и вычитать.
	Немецкий математик Готфрид Вильгельм Лейбниц создал в 1694 году счетную машину (арифмометр Лейбница), обладающую гораздо большими возможностями. Она выполняла все арифметические операции, но была слишком громоздкой, а скорость ее работы оставляла желать лучшего.
	Значительный вклад в развитие вычислительной техники внёс английский математик и изобретатель Чарльз Бэббидж. Идея построения «разностной машины» для вычисления навигационных, тригонометрических, логарифмических и других таблиц возникла у него в 1812 году. Название она получила из-за использования метода «конечных разностей». К 1822 году он построил действующий прототип, на котором он рассчитал, в частности, таблицу квадратов. Около 1833 года ему пришла в голову идея «аналитической машины», после чего он разностную машину практически похоронил, так как возможности новой машины значительно перекрывали возможности разностной. Это была первая в истории идея ЦВМ. Аналитическая машина Бэббиджа содержала все узлы сегодняшнего компьютера:   ОЗУ на регистрах из колес (Бэббидж назвал его «store» — склад),   АЛУ – арифметико-логическое устройство («mill» — мельница),   Устройство управления и устройства ввода-вывода, последних было даже целых три: печать одной или двух копий (!), изготовление стереотипного отпечатка и пробивка на перфокартах. Перфокарты служили для ввода программ и данных в машину. ОЗУ имело емкость 1000 чисел по 50 десятичных знаков, то есть около 20 килобайт. Для сравнения — ЗУ одной из первых ЭВМ «Эниак» (1945 г.) имело объем всего 20 десятиразрядных чисел (а число в 50 знаков вообще было востребовано в 50-х годах ХХ столетия!!!). АЛУ имело, как мы бы сейчас сказали, аппаратную поддержку всех четырех действий арифметики. Можете себе представить – на дворе 1834 год!!! Еще не изобретены фотография и электрические генераторы, и в помине нет телефона и радио.
	В течение десятков лет самой распространенной в России счетной машиной был арифмометр, изобретенный инженером В.Т. Однером в 1874 году. Начиная с 1931 года в СССР выпускается арифмометр ”Феликс”, один из вариантов арифмометра Однера
	В 1888 году Герман Холлерит создает табулятор, в котором информация, нанесенная на перфокарты, расшифровывалась электрическим током. С помощью этого устройства проводили обработку результатов переписи населения в нескольких странах. В 1896 году Холлерит основал фирму по сбыту своих машин, которая стала одной из четырех фирм, положивших начало корпорации IBM
	Практически до 70-х годов ХХ века на машинно-счетных станциях использовались  электромеханические перфорационные ВМ (табуляторы), предназначенные для автоматической обработки информации, нанесенной на перфокарты, и выдачи результатов вычислений на бумажную ленту или специальные бланки. Наиболее эффективно табулятор выполняет сложение и вычитание. Умножение машина производит методом многократного сложения, а деление — методом многократного вычитания. В СССР выпускали модели Т-5М, Т-5МУ, Т-5МВ и ТА80-1. Первые три — предназначены для обработки цифровой, а ТА80-1 — алфавитно-цифровой информации. Все модели могут работать вместе с итоговыми, считывающими и репродукционными перфораторами, а также с электронными вычислительными и умножающими приставками.
	Первая универсальная логарифмическая линейка, пригодная для выполнения любых инженерных расчетов, была сконструирована в 1779 году выдающимся английским механиком Дж.Уаттом. Она получила название «сохо-линейки», по имени местечка близ Бирмингема, где работал Уатт.