Рейтинг: 4.6/5.0 (1881 проголосовавших)Категория: Руководства
В бывшем СССР работы по созданию ЭВМ были начаты перед Великой Отечественной войной. Однако работы в этом направлении из-за войны были приостановлены.
Разработка ЭВМ возобновилась в 1947 г. в Институте электротехники Академии наук Украины под руководством Сергея Алексеевича Лебедева.
В декабре 1948 г. С.А. Лебедевым (независимо от Джона фон Неймана) были разработаны принципы построения ЭВМ, у которой программа хранилась в оперативной памяти. К концу 1949 г. были спроекти рованы общая компоновка машины и принципиальные схемы ее блоков. В первой половине 1950 г. были изготовлены отдельные блоки и к концу 1950 г. закончена отладка созданного макета. В ноябре 1950 г. был испытан макет первой отечественной ЭВМ — малой электронно-счетной машины (МЭСМ). В 1952 г. она была введена в эксплуатацию.
С помощью МЭСМ решались важнейшие научно-технические задачи: исследование термоядерных процессов, разработка космической и ракетной техники, проектирование дальних линий электропередачи, разработка методов статистического контроля качества и др.
В 1952 г. была создана большая электронно-счетная машина (БЭСМ). В качестве элементной базы у этой машины использовались электронные лампы (первое поколение ЭВМ).
Работы, имевшие для страны большое значение, проводились независимо несколькими организациями. В 1952 г. стали действовать машины М-1 и М-2, созданные в коллективе, которым руководил член-корреспондент Академии наук СССР И.С. Брук.
К ЭВМ первого поколения можно отнести МЭСМ, БЭСМ, М-1, М-2, М-3, «Стрелу», «Минск-1», «Урал-1», «Урал-2», «Урал-3», М-20, «Сетунь», БЭСМ-2, «Раздан».
В то время появилось немало оригинальных конструкций и идей. В 1953 г. Н.П. Брусенцов предложил для построения ЭВМ использовать не традиционную двоичную систему счисления, а троичную систему счисления. Троичная СС в ряде случаев позволяла создавать более компактные (эффективные) программы. Машину, разработанную Н.П. Брусенцовым, Назвали «Сетунь» — по имени речки, протекающей недалеко от Московского университета.
Первая отечественная ЭВМ на полупроводниковых приборах (второе поколение ЭВМ) под названием «Днепр» была разработана в конце 50-х годов в Институте кибернетики АН Украины под руководством академика В.М. Глушкова.
ЭВМ второго поколения БЭСМ-6 (1966), разработанная под руководством С.А. Лебедева, была одной из самых производительных машин в мире.
К ЭВМ второго поколения относятся: М-40, М-50 — для систем противоракетной обороны; «Урал-11» (14, 16)-— для решения инженерно-технических и планово-экономических задач; «Минск-2» (12, 14) — для решения инженерных, научных и конструкторских задач; «Минск-22» — для решения научно-технических и планово-экономических задач; БЭСМ-3 (4, 6) — для решения сложных задач науки и техники; М-20, (220, 222) — для решения сложных математических задач; «МИР-1»— для решения широкого круга инженерно-конструкторских математических задач; «Наири» — для решения широкого круга инженерных, научно-технических, планово-экономических и учетно-статистических задач и др.
В бывшем СССР первым серийным компьютером на интегральных микросхемах (третье поколение ЭВМ) была машина «Наири-3», появившаяся в 1970 г.
В нашей стране вплоть до 70-х годов создание ЭВМ велось самостоятельно, использовались идеи, разработанные в основном отечественными учеными и конструкторами (М.А. Карцев, Б.И. Рамаев, Ю.А. Базилевский, Б.Н. Малиновский и др.). Дело в том, что вычислительная техника с самого момента ее появления стала стратегическим инструментом, который использовался для решения задач военно-промышленного комплекса. Поэтому разработка в СССР велась автономно и в условиях секретности (как, впрочем, и за рубежом). Когда занавес секретности был приоткрыт, появился соблазн использовать готовые зарубежные наработки (в том числе разнообразное программное обеспечение). В тот период времени было принято, вероятно, ошибочное решение, сводившееся к копированию зарубежной техники.
В СССР и странах-союзниках по Варшавскому Договору в 70—80-х годах XX в. разрабатывались машины Единой Системы (ЕС) — большие, средние машины, система малых ЭВМ (СМ) и серия микроЭВМ. В их основу были положены американские образцы фирм IBM и DEC (DigitalEquipmentCorporation).
К машинам третьего поколения относились «Днепр-2», ЭВМ Единой Системы (ЕС-1010, ЕС-1020, ЕС-1030, ЕС-1040, ЕС-1050, ЕС-1060 и несколько их промежуточных модификаций— ЕС-1021 и др.), «МИР-2», «Наири-2» и ряд других.
Элементная база ЭВМ четвертого поколения — большие и сверхбольшие интегральные схемы.
К четвертому поколению можно отнести отечественные ЭВМ: ЕС-1015, ЕС-1025, ЕС-1035, ЕС-1045, ЕС-1055, ЕС-1065 («Ряд 2»), ЕС-1036, ЕС-1046, ЕС-1066, СМ-1420, СМ-1600, СМ-1700, персональные ЭВМ («Электроника МС 0501», «Электроника-85», «Искра-226», ЕС-1840, ЕС-1841, ЕС-1842, «Нейрон И9.66» и др.), многопроцессорный вычислительный комплекс «Эльбрус» и другие ЭВМ.
Многие программисты в России начинали изучение компьютерной грамотности с программируемых калькуляторов БЗ-34, МК-54. С их помощью пользователи решали арифметические задачи и задачи математического анализа (численными методами). Трудно поверить, но для программируемых калькуляторов были разработаны даже игровые программы (например, крестики-нолики).
В конце 80-х — начале 90-х годов XX столетия в России были популярны бытовые персональные компьютеры «Микроша», «Радио-86», «Мик-ро-88», «Криста», «Лик», «Специалист», «Квант» (на процессоре К580ВМ80А), БК-0010 (на процессоре К1801ВМ1), «Ассистент», «Поиск», МС-0511, МС-1502 (на процессоре К1810ВМ86).
Большое число ПЭВМ было изготовлено на базе процессора Z80A. Среди них можно назвать SpectrumZX (фирмы SincklairRadionsLTD) и наши отечественные модели: Sintez, «Север», «Элин», «Дельта», «Байт», «Ма-гик», «Компаньон», «Коле», «Форум БК01», «Спитака 002», «Ленинград», «Москва» и др. При этом многие ПЭВМ, использовавшиеся российскими программистами, например «Радио-86», «Специалист», SpectrumZX, «Ленинград», «Москва», были самодельными.
В середине 2001 года в России введён в строй 768-процессорный суперкомпьютер МВС-ЮООМ, обеспечивающий производительность в 1 Те-рафлопс. После этого Россия вышла на третье место в мире по мощности производимых суперкомпьютеров.
А.П.Ершов - академик АН СССР, математик, автор 200 книг и статей по программированию, языкам программирования, информатике.
По окончании МГУ в 1954 году Ершов попал в группу автоматизации программирования к своему первому и основному научному руководителю А.А.Ляпунову.
До начала 50-х годов не существовало специальности "программист". Ершову повезло: он оказался одним из первых программистов, имевших специальное образование. Вскоре Ершов становится руководителем работ и автором одной из первых программирующих программ для отечественных ЭВМ - БЭСМ и Стрела.
В 70-х годах Ершов разрабатывает типовую, общую для многих языков схему трансляции, пригодную для создания фрагментов оптимизированных трансляторов.
В 80-х годах Андрей Петрович очень много времени и сил отдает проблеме подготовки программистов. Дело в том, что средства вычислительной техники и системы программирования меняются быстрее, чем поколение людей. Поэтому Ершов огромное внимание уделял новым методам обучения и отбору тех нужных специалистам фундаментальных основ информатики, которые долго не устаревают. Решающую роль в этом деле он отводил компьютеризации обучения.
Ада Аугуста Лавлейс
Графиня Ада Лавлейс, дочь поэта Байрона, изучала астрономию, латынь, музыку и математику. Совместно с английским математиком Чарльзом Бэббиджем она работала над созданием арифметических программ для его счетных машин. Ее работы в этой области были опубликованы в 1843 году. Однако в то время считалось неприличным для женщины издавать свои сочинения под полным именем и, Лавлейс поставила на титуле только свои инициалы. Поэтому ее математические труды, как и работы многих других женщин-ученых, долго пребывали в забвении.
В материалах Бэббиджа и комментариях Лавлейс намечены такие понятия, как подпрограмма и библиотека подпрограмм, модификация команд и индексный регистр, которые стали употребляться только в 50-х годах нашего века. Сам термин библиотека был введен Бэббиджем, а термины рабочая ячейка и цикл предложила Ада Лавлейс.
Графиню Лавлейс называют первым программистом; в ее честь назван язык программирования АДА.
Лебедев Сергей Алексеевич
Сергей Алексеевич Лебедев родился в Нижнем Новгороде. В 1921 году он экстерном сдал экзамены за среднюю школу и поступил в МВТУ на электротехнический факультет. Начало инженерной и научной деятельности С.А.Лебедева совпало с осуществлением плана ГОЭЛРО - плана по электрификации страны. По ходу работы С.А.Лебедеву пришлось столкнуться с необходимостью быстрого моделирования сложных систем и большим количеством трудоемких вычислений.
В 45 лет С.А.Лебедев, будучи уже известным ученым в области электроэнергетики, переключается полностью на новое для него направление - вычислительную технику. В Институте электротехники АН УССР он организовал первый в стране научный семинар, на базе которого была создана лаборатория по разработке ЭВМ, названной МЭСМ (Малая электронная счетная машина). Она стала первой ЭВМ, созданной в России.
В 1951 году С.А.Лебедев перешел на работу в Москву, где возглавил лабораторию в Институте точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ) АН СССР. С 1953 года и до конца своей жизни он был директором этого института. В ИТМ и ВТ Лебедев возглавил работу по созданию нескольких поколений ЭВМ. Понимая, как важна подготовка специалистов для нового направления, с 1953 года и до конца своих дней Лебедев возглавлял кафедру "Электронные вычислительные машины" в Московском физико-техническом институте.
Сергей Алексеевич Лебедев в ИТМ и ВТ возглавил работу по созданию нескольких поколений ЭВМ. В начале 60-х годов создается первая ЭВМ из серии больших электронных счетных машин (БЭСМ) - БЭСМ-1. При создании БЭСМ-1 были применены оригинальные научные и конструкторские разработки. Эта ЭВМ была тогда самой производительной машиной в Европе (8-10 тысяч операций в секунду) и одной из лучших в мире. Под руководством С.А.Лебедева были созданы и внедрены в производство еще две ламповые ЭВМ - БЭСМ-2 и М-20. В 60-х годах были созданы полупроводниковые варианты М-20: БЭСМ-3М, БЭСМ-4, М-220 и М-222. При проектировании БЭСМ-6 впервые был применен метод предварительного имитационного моделирования работы операционной системы будущей ЭВМ, что позволило найти ряд решений по организации вычислительного процесса, которые обеспечили невиданное в истории вычислительной техники долголетие БЭСМ-6.
Кроме фундаментальных разработок, С.А.Лебедев выполнил важные работы по созданию многомашинных и многопроцессорных комплексов.
Первым шагом в международном признании заслуг Сергея Алексеевича в области информатики явилось присуждение ему в 1996 году медали "Computer Pioneer" .
Лейбниц Готфрид Вильгельм
Первая машина, позволяющая легко производить вычитание, умножение и деление, была изобретена в Германии Готфридом Вильгельмом Лейбницем. Он родился в Лейпциге и принадлежал к роду, известному своими учеными и политическими деятелями. Его отец был профессором этики, а дед - профессором права Лейпцигского университета.
В 1661 году Лейбниц становится студентом. Он изучает философию, юриспруденцию и математику в университетах Лейпцига, Вены и Альтдорфа. В 1666 году он защищает сразу две диссертации на звание доцента - по юриспруденции и математике. Затем Лейбниц служит при дворах немецких князей в качестве юриста, находится на дипломатической службе. С 1676 года и до самой смерти Лейбниц состоял советником и библиотекарем при дворе ганноверского герцога. На протяжении 40 лет Лейбниц вел научные исследования, публиковал научные труды, поддерживал переписку со всеми ведущими учеными эпохи.
В 1672 году, находясь в Париже, Лейбниц познакомился с голландским математиком и астрономом Христианом Гюйгенсом. Видя, как много вычислений приходится делать астроному, Лейбниц решил изобрести механическое устройство для расчетов. В 1694 году он завершил создание механического калькулятора. Развив идеи Паскаля, Лейбниц использовал операцию сдвига для поразрядного умножения чисел. Лейбниц продемонстрировал свою машину во Французской академии наук и Лондонском королевском обществе. Один экземпляр машины Лейбница попал к Петру Великому, который подарил ее китайскому императору, желая поразить того европейскими техническими достижениями.
Лейбниц прославился прежде всего не этой машиной, а созданием дифференциального и интегрального исчисления (которое независимо разработал в Англии Исаак Ньютон), комбинаторики, теории определителей.
Лейбниц указал путь для перевода логики из словесного царства, полного неопределенностей, в царство математики, где отношения между объектами или высказываниями определяются совершенно точно. Он предложил использовать в логике математическую символику и впервые высказал мысль о возможности применения в ней двоичной системы счисления, которая позднее нашла применение а автоматических вычислительных машинах.
Лозинский Дмитрий Николаевич
Родился 27 июня 1939 г. в Москве.
В 1961 г. окончил мехмат МГУ. С 1965 г. работал в ГВЦ Госплана СССР, после ряда реорганизаций оказался в Министерстве экономики России. В ГВЦ первое время занимался экономическим моделированием. C 1966 г. понемногу изучал программирование, а с 1967 г. пришлось полностью перейти на этот вид деятельности. Занимался задачами обработки данных.
Осенью 1988 г. обнаружил в Госплане вирус Vienna. Написал программу, назвав ее Aidstest. С тех пор пришлось ее совершенствовать, добавляя обработку новых вирусов. В 1990 г. в связи с невозможностью распространения программы в одиночку заключил договор с Научным центром СП "Диалог" при ВЦ АН СССР, который теперь носит название ЗАО "ДиалогНаука".
Основное достижение в компьютерном бизнесе - то, что удалось одним из первых осуществить прорыв психологии потребителей - убедить достаточно многих людей, что программы можно покупать, даже если они и не защищены от копирования.
Любимый способ проведения досуга - в одиночку бродить по лесу.
Ляпунов Алексей Андреевич
Алексей Андреевич Ляпунов - один из первых отечественных ученых, кто оценил значение кибернетики, внес большой вклад в ее становление и развитие. Еще в середине 50-х годов, когда в СССР считалась "буржуазной лженаукой", ученый активно выступил в защиту этого перспективного научного направления. Под его руководством в стране начались первые исследования в области кибернетики. Общие и математические основы кибернетики, вычислительные машины, программирование и теория алгоритмов, машинный перевод и математическая лингвистика, кибернетические вопросы биологии, философские и методологические аспекты развития современной науки - вот не полный перечень основных направлений науки, получившей интенсивное развитие по инициативе и при участии А.А.Ляпунова. В конце 50-х годов он сформулировал основные направления развития кибернетики. которые на протяжении десятков лет являлись основой теоретических и практических исследований в этой области.
А.А.Ляпунову принадлежит разработка математической теории управляющих (кибернетических) систем, строгое определение которых было сформулировано им вместе с его учеником С.В.Яблонским.
А.А.Ляпунову принадлежит разработка математической теории управляющих (кибернетических) систем, строгое определение которых было сформулировано им вместе с его учеником С.В.Яблонским.
Он создал первые учебные курсы программирования и разработал операторный метод - по существу первый язык программирования, отличающийся от языка систем команд ЭВМ и разработанный по появления алгоритмических языков типа АЛГОЛ и другие. Большая роль А.А.Ляпунову принадлежит в распространении идей и методов кибернетики. В 1958 году под руководством А.А.Ляпунова начал выходить периодический сборник "Проблемы кибернетики", на страницах которого публиковались результаты отечественных исследований.
По семейным преданиям род Ляпуновых берет начало от князя Константина Галицкого, брата Александра Невского. Имена этих мужей связаны с борьбой России с немецкими крестоносцами, с борьбой за ее существование.
Прадед Алексея Андреевича, Михаил Васильевич Ляпунов, ученик Н.И.Лобачевского, - профессор астрономии Казанского университета, директор Казанской обсерватории, а позже - директор Демидовского лицея, первого высшего учебного заведения Ярославля.
Широта научных интересов Алексея Андреевича в значительной мере обусловлена средой, в которой он рос. Его отец, Андрей Николаевич, был и его первым учителем астрономии, физики, математики и минералогии. Сам Андрей Николаевич окончил физико-математический факультет Московского университета, продолжил образование в Гейдельберге и Геттингене.
Первая проба сил Алексея Андреевича в самостоятельных исследованиях относится к астрономии - наблюдения, проведенные им в школьные годы, дважды были опубликованы в Бюллетене Московского общества любителей астрономии.
В 1928 году Алексей Андреевич поступил на физико-математический факультет Московского университета. Однако через полтора года ему пришлось покинуть университет "как лицу дворянского происхождения". И с осени 1930 года началась трудовая деятельность в Геофизическом институте. В 1932 году Алексей Андреевич становится учеником академика Н.Н.Лузина. Под его руководством и по составленным им программой Алексей Андреевич получает математическое образование, а в скоре и первые результаты в одной из фундаментальных областей математики - в теории множеств, которой посвящены 62 работы Алексея Андреевича.
Первым шагом в международном признании заслуг Алексея Андреевича Ляпунова в области информатики явилось присуждение ему в 1996 году медали "Computer Pioneer" .
Как только человек открыл для себя понятие "количество", он сразу же принялся подбирать инструменты, оптимизирующие и облегчающие счёт. Сегодня сверхмощные компьютеры, основываясь на принципах математических вычислений, обрабатывают, хранят и передают информацию – важнейший ресурс и двигатель прогресса человечества. Нетрудно составить представление о том, как происходило развитие вычислительной техники, кратко рассмотрев основные этапы этого процесса.
Основные этапы развития вычислительной техникиСамая популярная классификация предлагает выделить основные этапы развития вычислительной техники по хронологическому принципу:
Этапы развития вычислительной техники разделены по хронологическому принципу достаточно условно. В то время, когда использовались одни типы ЭВМ, активно создавались предпосылки для появления следующих.
Самые первые приспособления для счётаНаиболее ранний инструмент для счёта, который знает история развития вычислительной техники, – десять пальцев на руках человека. Результаты счёта первоначально фиксировались при помощи пальцев, зарубок на дереве и камне, специальных палочек, узелков.
С возникновением письменности появлялись и развивались различные способы записи чисел, были изобретены позиционные системы счисления (десятичная – в Индии, шестидесятиричная – в Вавилоне).
Примерно с IV века до нашей эры древние греки стали вести счёт при помощи абака. Первоначально это была глиняная плоская дощечка с нанесёнными на неё острым предметом полосками. Счёт осуществлялся путём размещения на этих полосах в определённом порядке мелких камней или других небольших предметов.
В Китае в IV столетии нашей эры появились семикосточковые счёты – суанпан (суаньпань). На прямоугольную деревянную раму натягивались проволочки или верёвки - от девяти и более. Ещё одна проволочка (верёвка), натянутая перпендикулярно остальным, разделяла суанпан на две неравные части. В большем отделении, именуемом "землёй", на проволочки было нанизано по пять косточек, в меньшем – "небе" – их было по две. Каждая из проволочек соответствовала десятичному разряду.
Традиционные счёты соробан стали популярными в Японии с XVI века, попав туда из Китая. В это же время счёты появились и в России.
В XVII столетии на основании логарифмов, открытых шотландским математиком Джоном Непером, англичанин Эдмонд Гантер изобрёл логарифмическую линейку. Это устройство постоянно совершенствовалось и дожило до наших дней. Оно позволяет умножать и делить числа, возводить в степень, определять логарифмы и тригонометрические функции.
Логарифмическая линейка стала прибором, завершающим развитие средств вычислительной техники на ручном (домеханическом) этапе.
Первые механические счётные устройстваВ 1623 году немецким учёным Вильгельмом Шиккардом был создан первый механический "калькулятор", который он назвал считающими часами. Механизм этого прибора напоминал обычный часовой, состоящий из шестерёнок и звёздочек. Однако известно об этом изобретении стало только в середине прошлого столетия.
Качественным скачком в области технологии вычислительной техники стало изобретение суммирующей машины "Паскалины" в 1642 году. Её создатель, французский математик Блез Паскаль, начал работу над этим устройством, когда ему не было и 20 лет. "Паскалина" представляла собой механический прибор в виде ящичка с большим количеством взаимосвязанных шестерёнок. Числа, которые требовалось сложить, вводились в машину поворотами специальных колёсиков.
В 1673 году саксонский математик и философ Готфрид фон Лейбниц изобрёл машину, выполнявшую четыре основных математических действия и умевшую извлекать квадратный корень. Принцип её работы был основан на двоичной системе счисления, специально придуманной учёным.
В 1818 году француз Шарль (Карл) Ксавье Тома де Кольмар, взяв за основу идеи Лейбница, изобрёл арифмометр, умеющий умножать и делить. А ещё спустя два года англичанин Чарльз Бэббидж приступил к конструированию машины, которая способна была бы производить вычисления с точностью до 20 знаков после запятой. Этот проект так и остался неоконченным, однако в 1830 году его автор разработал другой – аналитическую машину для выполнения точных научных и технических расчётов. Управлять машиной предполагалось программным путём, а для ввода и вывода информации должны были использоваться перфорированные карты с разным расположением отверстий. Проект Бэббиджа предугадал развитие электронно-вычислительной техники и задачи, которые смогут быть решены с её помощью.
Примечательно, что слава первого в мире программиста принадлежит женщине – леди Аде Лавлейс (в девичестве Байрон). Именно она создала первые программы для вычислительной машины Бэббиджа. Её именем впоследствии был назван один из компьютерных языков.
Разработка первых аналогов компьютераВ 1887 году история развития вычислительной техники вышла на новый этап. Американскому инженеру Герману Голлериту (Холлериту) удалось сконструировать первую электромеханическую вычислительную машину – табулятор. В её механизме имелось реле, а также счётчики и особый сортировочный ящик. Прибор считывал и сортировал статистические записи, сделанные на перфокартах. В дальнейшем компания, основанная Голлеритом, стала костяком всемирно известного компьютерного гиганта IBM.
В 1930 году американец Ванновар Буш создал дифференциальный анализатор. В действие его приводило электричество, а для хранения данных использовались электронные лампы. Эта машина способна была быстро находить решения сложных математических задач.
Ещё через шесть лет английским учёным Аланом Тьюрингом была разработана концепция машины, ставшая теоретической основой для нынешних компьютеров. Она обладала всеми главными свойствами современного средства вычислительной техники: могла пошагово выполнять операции, которые были запрограммированы во внутренней памяти.
Спустя год после этого Джордж Стибиц, учёный из США, изобрёл первое в стране электромеханическое устройство, способное выполнять двоичное сложение. Его действия основывались на булевой алгебре – математической логике, созданной в середине XIX века Джорджем Булем: использовании логических операторов И, ИЛИ и НЕ. Позднее двоичный сумматор станет неотъемлемой частью цифровой ЭВМ.
В 1938 году сотрудник университета в Массачусетсе Клод Шеннон изложил принципы логического устройства вычислительной машины, применяющей электрические схемы для решения задач булевой алгебры.
Начало компьютерной эрыПравительства стран, участвующих во Второй мировой войне, осознавали стратегическую роль вычислительных машин в ведении военных действий. Это послужило толчком к разработкам и параллельному возникновению в этих странах первого поколения компьютеров.
Пионером в области компьютеростроения стал Конрад Цузе – немецкий инженер. В 1941 году им был создан первый вычислительный автомат, управляемый при помощи программы. Машина, названная Z3, была построена на телефонных реле, программы для неё кодировались на перфорированной ленте. Этот аппарат умел работать в двоичной системе, а также оперировать числами с плавающей запятой.
Первым действительно работающим программируемым компьютером официально признана следующая модель машины Цузе – Z4. Он также вошёл в историю как создатель первого высокоуровневого языка программирования, получившего название "Планкалкюль".
В 1942 году американские исследователи Джон Атанасов (Атанасофф) и Клиффорд Берри создали вычислительное устройство, работавшее на вакуумных трубках. Машина также использовла двоичный код, могла выполнять ряд логических операций.
В 1943 году в английской правительственной лаборатории, в обстановке секретности, была построена первая ЭВМ, получившая название "Колосс". В ней вместо электромеханических реле использовалось 2 тыс. электронных ламп для хранения и обработки информации. Она предназначалась для взлома и расшифровки кода секретных сообщений, передаваемых немецкой шифровальной машиной "Энигма", которая широко применялась вермахтом. Существование этого аппарата ещё долгое время держалось в строжайшей тайне. После окончания войны приказ о его уничтожении был подписан лично Уинстоном Черчиллем.
Разработка архитектурыВ 1945 году американским математиком венгерско-немецкого происхождения Джоном (Яношем Лайошем) фон Нейманом был создан прообраз архитектуры современных компьютеров. Он предложил записывать программу в виде кода непосредственно в память машины, подразумевая совместное хранение в памяти компьютера программ и данных.
Архитектура фон Неймана легла в основу создаваемого в то время в Соединённых Штатах первого универсального электронного компьютера – ENIAC. Этот гигант весил около 30 тонн и располагался на 170 квадратных метрах площади. В работе машины были задействованы 18 тыс. ламп. Этот компьютер мог произвести 300 операций умножения или 5 тыс. сложения за одну секунду.
Первая в Европе универсальная программируемая ЭВМ была создана в 1950 году в Советском Союзе (Украина). Группа киевских учёных, возглавляемая Сергеем Алексеевичем Лебедевым, сконструировала малую электронную счётную машину (МЭСМ). Её быстродействие составляло 50 операций в секунду, она содержала около 6 тыс. электровакуумных ламп.
В 1952 году отечественная вычислительная техника пополнилась БЭСМ - большой электронной счётной машиной, также разработанной под руководством Лебедева. Эта ЭВМ, выполнявшая в секунду до 10 тыс. операций, была на тот момент самой быстродействующей в Европе. Ввод информации в память машины происходил при помощи перфоленты, выводились данные посредством фотопечати.
В этот же период в СССР выпускалась серия больших ЭВМ под общим названием "Стрела" (автор разработки – Юрий Яковлевич Базилевский). С 1954 года в Пензе началось серийное производство универсальной ЭВМ "Урал" под руководством Башира Рамеева. Последние модели были аппаратно и программно совместимы друг с другом, имелся широкий выбор периферических устройств, позволяющий собирать машины различной комплектации.
Транзисторы. Выпуск первых серийных компьютеровОднако лампы очень быстро выходили из строя, весьма затрудняя работу с машиной. Транзистор, изобретённый в 1947 году, сумел решить эту проблему. Используя электрические свойства полупроводников, он выполнял те же задачи, что и электронные лампы, однако занимал значительно меньший объём и расходовал не так много энергии. Наряду с появлением ферритовых сердечников для организации памяти компьютеров, использование транзисторов дало возможность заметно уменьшить размеры машин, сделать их ещё надёжнее и быстрее.
В 1954 году американская фирма "Техас Инструментс" начала серийно производить транзисторы, а два года спустя в Массачусетсе появился первый построенный на транзисторах компьютер второго поколения – ТХ-О.
В середине прошлого столетия значительная часть государственных организаций и крупных компаний использовала компьютеры для научных, финансовых, инженерных расчётов, работы с большими массивами данных. Постепенно ЭВМ приобретали знакомые нам сегодня черты. В этот период появились графопостроители, принтеры, носители информации на магнитных дисках и ленте.
Активное использование вычислительной техники привело к расширению областей её применения и потребовало создания новых программных технологий. Появились языки программирования высокого уровня, позволяющие переносить программы с одной машины на другую и упрощающие процесс написания кода ("Фортран", "Кобол" и другие). Появились особые программы-трансляторы, преобразовывающие код с этих языков в команды, прямо воспринимаемые машиной.
Появление интегральных микросхемВ 1958-1960 годах, благодаря инженерам из Соединённых Штатов Роберту Нойсу и Джеку Килби, мир узнал о существовании интегральных микросхем. На основе из кремниевого или германиевого кристалла монтировались миниатюрные транзисторы и другие компоненты, порой до сотни и тысячи. Микросхемы размером чуть более сантиметра работали гораздо быстрее, чем транзисторы, и потребляли намного меньше энергии. С их появлением история развития вычислительной техники связывает возникновение третьего поколения ЭВМ.
В 1964 году фирмой IBM был выпущен первый компьютер семейства SYSTEM 360, в основу которого легли интегральные микросхемы. С этого времени можно вести отсчёт массового выпуска ЭВМ. Всего было произведено более 20 тыс. экземпляров данного компьютера.
В 1972 году в СССР была разработана ЕС (единая серия) ЭВМ. Это были стандартизированные комплексы для работы вычислительных центров, имевшие общую систему команд. За основу была взята американская система IBM 360.
В следующем году компания DEC выпустила мини-компьютер PDP-8, ставший первым коммерческим проектом в этой области. Относительно низкая стоимость мини-компьютеров дала возможность использовать их и небольшим организациям.
В этот же период постоянно совершенствовалось программное обеспечение. Разрабатывались операционные системы, ориентированные на то, чтобы поддерживать максимальное количество внешних устройств, появлялись новые программы. В 1964 году разработали Бейсик – язык, предназначенный специально для подготовки начинающих программистов. Через пять лет после этого возник Паскаль, оказавшийся очень удобным для решения множества прикладных задач.
Персональные компьютерыПосле 1970 года начался выпуск четвёртого поколения ЭВМ. Развитие вычислительной техники в это время характеризуется внедрением в производство компьютеров больших интегральных схем. Такие машины теперь могли совершать за одну секунду тысячи миллионов вычислительных операций, а ёмкость их ОЗУ увеличилась до 500 миллионов двоичных разрядов. Существенное снижение себестоимости микрокомпьютеров привело к тому, что возможность их купить постепенно появилась у обычного человека.
Одним из первых производителей персональных компьютеров стала компания Apple. Создавшие её Стив Джобс и Стив Возняк сконструировали первую модель ПК в 1976 году, дав ей название Apple I. Стоимость его составила всего 500 долларов. Через год была представлена следующая модель этой компании – Apple II.
Компьютер этого времени впервые стал похожим на бытовой прибор: помимо компактного размера, он имел изящный дизайн и интерфейс, удобный для пользователя. Распространение персональных компьютеров в конце 1970 годов привело к тому, что спрос на большие ЭВМ заметно упал. Этот факт всерьёз обеспокоил их производителя – компанию IBM, и в 1979 году она выпустила на рынок свой первый ПК.
Два года спустя появился первый микрокомпьютер этой фирмы с открытой архитектурой, основанный на 16-разрядном микропроцессоре 8088, производимом компанией "Интел". Компьютер комплектовался монохромным дисплеем, двумя дисководами для пятидюймовых дискет, оперативной памятью объемом 64 килобайта. По поручению компании-создателя фирма "Майкрософт" специально разработала операционную систему для этой машины. На рынке появились многочисленные клоны IBM PC, что подтолкнуло рост промышленного производства персональных ЭВМ.
В 1984 году компанией Apple был разработан и выпущен новый компьютер – Macintosh. Его операционная система была исключительно удобной для пользователя: представляла команды в виде графических изображений и позволяла вводить их с помощью манипулятора - мыши. Это сделало компьютер ещё более доступным, поскольку теперь от пользователя не требовалось никаких специальных навыков.
ЭВМ пятого поколения вычислительной техники некоторые источники датируют 1992-2013 годами. Вкратце их основная концепция формулируется так: это компьютеры, созданные на основе сверхсложных микропроцессоров, имеющие параллельно-векторную структуру, которая делает возможным одновременное выполнение десятков последовательных команд, заложенных в программу. Машины с несколькими сотнями процессоров, работающих параллельно, позволяют ещё более точно и быстро обрабатывать данные, а также создавать эффективно работающие сети.
Развитие современной вычислительной техники уже позволяет говорить и о компьютерах шестого поколения. Это электронные и оптоэлектронные ЭВМ, работающие на десятках тысяч микропроцессоров, характеризующиеся массовым параллелизмом и моделирующие архитектуру нейронных биологических систем, что позволяет им успешно распознавать сложные образы.
Последовательно рассмотрев все этапы развития вычислительной техники, следует отметить интересный факт: изобретения, хорошо зарекомендовавшие себя на каждом из них, сохранились до наших дней и с успехом продолжают использоваться.
Классы вычислительной техникиСуществуют различные варианты классификации ЭВМ.
Так, по назначению компьютеры делятся:
По размерам и производительной мощности современная электронно-вычислительная техника делится:
Таким образом, мы увидели, что устройства, сначала изобретённые человеком для учёта ресурсов и ценностей, а затем – быстрого и точного проведения сложных расчётов и вычислительных операций, постоянно развивались и совершенствовались.
Добавить комментарийЧарльз Бэббидж, проектируя Аналитическую машину в 40-х годах 19 века, разработал основные идеи по созданию машины, которая могла бы работать по заранее заданной программе, без вмешательства человека.
В 1943 г. американец Говард Эйкен с помощью работ Бэббиджа на основе техники 20 века – электромеханических реле – на одном из предприятий фирмы IBM смог построить такую машину под названием «Марк-1». «Если бы Бэббидж жил на 75 лет позже, — заявил впоследствии Эйкен, — я бы остался без работы».
Еще раньше идеи Бэббиджа были переоткрыты немецким инженером Конрадом Цузе, который в 1941 г. построил аналогичную машину. Но это никак не связано с известнейшей американской фирмой IBM, поэтому является не столь распространенным фактом.
В первой половине 20 века бурно развивалась радиотехника. Основным элементом радиоприемников и радиопередатчиков в то время были электронно-вакуумные лампы. Начиная с 1943 г. группа специалистов под руководством Джона Мочли и Преспера Экерта в США начали конструировать машину, подобную «Марк-1», уже на основе электронных ламп, а не реле.
Их машина называлась ENIAC (сокр. от Electronical Numerical Integrator and Calculator — Электронный числовой интегратор и вычислитель). Скорость счета этой машины превосходила скорость «Марк-1» в тысячу раз. Когда ENIAC (произносится как ЭНИАК) продемонстрировали в 1946 году, американская пресса немедленно окрестила его «Гигантский мозг» («Giant Brain»). Масса системы составляла 27 тонн. ENIAC использовали, в частности, для вычислений, связанных с созданием водородной бомбы.
Однако для ввода программы, согласно которой ENIAC должен был производить вычисления, приходилось в течение нескольких часов или даже нескольких дней подсоединять нужным образом провода. Клавиатуры еще не было, монитора тоже не было.
Чтобы упростить процесс задания программ, Мочли и Экерт стали конструировать новую машину, которая могла бы хранить программу в своей памяти. В 1945 г. к работе был привлечен знаменитый математик Джон фон Нейман совместно с другими учеными.
В 1946 г. в журнале «Nature» вышла статья Дж. фон Неймана в соавторстве с другими менее известными учеными «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства». В этой статье ясно и просто были изложены общие принципы устройства и работы ЭВМ. Главный из них – принцип хранения в памяти программы, согласно которому данные и программа помещается в общую память машины.
Принципиальное описание устройства и работы компьютера принято называть архитектурой ЭВМ. Идеи, изложенные в упомянутой выше статьи, получили название «принципы Джона фон Неймана » или «архитектура фон Неймана ».
Совместной разработкой Мочли, Экерта и фон Неймана можно считать следующую модель после ENIAC – это машина Эдвак (EDVAC, сокр. от Electronic Discrete Automatic Variable Computer — электронный дискретный переменный компьютер). Ее более вместительная внутренняя память содержала не только данные, но и программу. В отличие от ENIAC это компьютер на двоичной, а не десятичной основе.
Как и ENIAC, EDVAC был разработан в Лаборатории баллистических исследований Армии США и является первым компьютером, построенным на основе принципов Джона фон Неймана.
Названные машины существовали в единственных экземплярах. А заводское, серийное производство ЭВМ началось в развитых странах мира в 50-х годах 20 века.
В нашей стране первая ЭВМ была создана в 1951 году. Называлась она МЭСМ – малая электронная счетная машина. Конструктором МЭСМ был Сергей Алексеевич Лебедев. Под его руководством в 50-х годах были построены серийные ламповые ЭВМ БЭСМ-2, М-20. Ряд последующих машин и разработок С.А.Лебедева способствовали созданию более совершенных машин следующих поколений.
В заключение хочу предложить Вашему вниманию небольшой видеорепортаж из Музея информатики в Париже «Когда компьютеры были большими ». Вы увидите своими глазами электровакуумную лампу, перфокарты, процессор, жесткий диск, микропроцессор, модем, узнаете о двоичной системе счисления, принципах первого Интернета:
P.S. Статья закончилась, но можно еще прочитать:
