Za úplne prvé výpočtové zariadenie sa považuje počítadlo - doska so špeciálnymi vybraniami, na ktorých sa výpočty vykonávali pomocou kostí alebo kamienkov. Varianty počítadla existovali v Grécku, Japonsku, Číne a ďalších krajinách. Podobné zariadenie bolo použité v Rusku - nazývalo sa to "ruský účet". V 17. storočí sa toto zariadenie vyvinulo do známeho ruského počítadla.
Prvé počítače
Nový impulz vývoju počítačov dal francúzsky vedec Blaise Pascal. Navrhol sčítacie zariadenie, ktoré nazval Pascalina. Pascalina mohol odčítať a pridať. O niečo neskôr vytvoril matematik Leibniz pokročilejšie zariadenie schopné vykonávať všetky štyri aritmetické operácie.
Predpokladá sa, že anglický matematik Babbage sa stal tvorcom prvého počítacieho stroja, ktorý sa stal prototypom moderných počítačov. Babbageov počítač umožnil pracovať s 18-bitovými číslami.
Prvé počítače
Rozvoj výpočtovej techniky úzko súvisí s IBM. V roku 1888 navrhol Američan Hollerith tabulátor, ktorý umožňoval automatizované výpočty. V roku 1924 založil spoločnosť IBM, ktorá začala vyrábať tabelátory. Po 20 rokoch IBM vytvorilo prvý výkonný počítač "Mark-1". Pracoval na elektromechanických relé a používal sa na vojenské výpočty.
V roku 1946 sa v USA objavil elektrónkový počítač ENIAC. Pracoval oveľa rýchlejšie ako Mark-1. V roku 1949 bol ENIAC schopný vypočítať hodnotu pi až na desatinnú čiarku. V roku 1950 ENIAC vypočítal prvú predpoveď počasia na svete.
Éra tranzistorov a integrovaných obvodov
Tranzistor bol vynájdený v roku 1948. Jeden tranzistor úspešne nahradil niekoľko desiatok elektrónok. Tranzistorové počítače boli spoľahlivejšie, rýchlejšie a zaberali menej miesta. Výkon elektronických počítačov pracujúcich na tranzistoroch bol až jeden milión operácií za sekundu.
Vynález integrovaných obvodov viedol k vzniku tretej generácie počítačov. Boli už schopné vykonávať milióny operácií za sekundu. Prvý počítač bežiaci na integrovaných obvodoch bol IBM-360.
V roku 1971 Intel vytvoril mikroprocesor Intel-4004, ktorý bol výkonný ako obrovský počítač. Do procesora na jedinom kremíkovom čipe sa špecialistom z Intelu podarilo umiestniť viac ako dvetisíc tranzistorov. Od tohto momentu začala éra rozvoja modernej výpočtovej techniky.
Počítače sa stali nevyhnutnosťou. Sú všade: v domácnostiach, továrňach, kanceláriách a autách... Niekedy ani nepomyslíme na to, aká všestranná je technológia a bohatá na historické dáta. K dnešnému dňu existujú štyri generácie počítačov.
Prvá generácia boli objemné (na dnešné pomery obrovské) stroje. Okrem práce nemeckého inžiniera Zuse (konkrétne vytvoril prvý počítač v roku 1941, ale diela sa stratili), je Mark-1 (1943) predchodcom súčasných počítačov. Tento stroj si vyžadoval obrovskú halu a pozostával z 800 km drôtov, viac ako 3300 tisíc relé a spotreboval stovky kilowattov elektriny na výpočty. Tieto počítače sa používali na vojenské výpočty.
Ale stojí za zmienku, že história výpočtovej generácie I. generácie sa nezačala Markom I. Jeho začiatok je stanovený na rok 1946. Potom sa práca počítača začala zakladať na elektrónových vákuových trubiciach. Toto je dizajn, ktorý mal ENIAC. Veľkosťou bol praktický ako prvý Mark, no bol produktívnejší (viac ako tisíckrát). Auto sa ukázalo byť zaujímavé, výkonné, inovatívne, no nepraktické. Na vykonanie jedného výpočtu bolo potrebné prepínať káble na niekoľko hodín v určitom poradí. Zariadenie bolo nečinné a vývoj počítačovej technológie pokračoval a objavil sa nový koncept - „základňa prvkov“, ktorá by mohla zabezpečiť fungovanie počítača. Základ počítačov prvej generácie tvorili kondenzátory, rezistory a elektrónové elektrónky.
História výpočtovej techniky domácej výroby sa začína v roku 1951 vďaka S.A. Lebedev. Všetko to začalo MESM, z ktorého sa po úpravách stal BESM-2. O niečo neskôr bol v ZSSR vytvorený najvýkonnejší počítač v Európe s názvom M-20, ktorý sa pomerne často pokazil a vyžadoval si značný personál inžinierov na údržbu.
Druhá generácia počítačov začala vynálezom a používaním Od tohto momentu začala história vývoja výpočtovej techniky naberať úplne inú rýchlosť. Počítačová základňa začala byť založená na polovodičových prvkoch. Tranzistor bol štyridsaťkrát účinnejší ako elektrónka, menší a lacnejší. Bolo možné použiť dosky s plošnými spojmi. V roku 1965 spoločnosť Digital Equipment predstavila kompaktný (!) počítač, ktorého rozmery boli o niečo menšie ako priestranná chladnička. Tento zázrak sa volal PDP-8 a stál 20-tisíc amerických dolárov.
Zatiaľ čo prenosný PDP-8 každého prekvapí svojim výkonom, súčasne sa začína vývoj počítačov tretej generácie (koniec 60. - 70. rokov). Je to spôsobené vývojom a testovaním prvého (John Kilbree 1958). Tranzistory a ich spojenia boli umiestnené na kremíkovej doštičke. Výkon – od stoviek tisíc až po milióny operácií za sekundu.
V roku 1968 bol vydaný prvý počítač s integrovaným obvodom IBM-360. V roku 1970 Intel začína s implementáciou integrovaných pamäťových obvodov. Každý rok sa produktivita dielov zvýšila najmenej dvakrát, zatiaľ čo plocha okruhov sa buď nezmenila, alebo sa zmenšila. To dalo podnet na vývoj štvrtej generácie počítačov.
V roku 1970 Intel (Marchian Edward Hoff) navrhol prvý analóg veľkého počítača. V roku 1970 sa začal predávať pod názvom Intel-4004. S veľkosťou 3 cm bol produktívnejší ako tri počítače Mark II. Vývoj mikroprocesorov išiel pomerne rýchlo, čo umožnilo vytvárať praktické, ktoré slúžili na písanie, výpočty a zjednodušenie účtovníctva. Vďaka ľuďom ako S. Jobs a W. Wozniak (zakladatelia Apple Computer) začala história vývoja výpočtovej techniky tieto zariadenia približovať aj bežným používateľom. A teraz sa bežní ľudia mohli na vlastné oči presvedčiť, ako rýchlo rastie produktivita, objavujú sa nové programy a oveľa viac. Do konca 70. rokov. distribúcia bola neuveriteľne veľká. Vďaka aktívnemu konaniu a obratným manipuláciám s komerčnými záujmami veľkých korporácií, mladý Američan Bill Gates úspešne získava právo vyvíjať softvér pre Microsoft. Úspešné obchody a včasné patentovanie programov, vrátane Windowsu, urobili z Microsoftu na dlhú dobu uznávaného lídra vo svete IT technológií a vyradili tak hlavného rivala – Apple.
Štvrtá generácia sa vyvíja dodnes. História vývoja výpočtovej techniky pokračuje. Moderné počítače sa líšia iba tým, že na spracovanie informácií sa súčasne používa niekoľko procesorov.
Jedným z prvých zariadení (5.-4. storočie pred naším letopočtom), z ktorého možno uvažovať o histórii vývoja počítačov, bola špeciálna doska, neskôr nazývaná „počítadlo“. Výpočty na ňom sa uskutočňovali presúvaním kostí alebo kameňov v priehlbinách dosiek z bronzu, kameňa, slonoviny a pod. V Grécku existovalo počítadlo už v 5. storočí. BC, medzi Japoncami sa to nazývalo "serobayan", medzi Číňanmi - "suanpan". V starovekom Rusku sa na počítanie používalo zariadenie podobné počítadlu - „počítadlo“. V 17. storočí malo toto zariadenie podobu známych ruských účtov.
Abacus (V-IV storočia pred naším letopočtom)
Francúzsky matematik a filozof Blaise Pascal v roku 1642 vytvoril prvý stroj, ktorý dostal meno Pascaline na počesť svojho tvorcu. Mechanické zariadenie v podobe skrinky s mnohými prevodmi okrem sčítania vykonávalo aj odčítanie. Údaje sa do stroja zadávali otáčaním číselníkov, ktoré zodpovedali číslam od 0 do 9. Odpoveď sa objavila v hornej časti kovového puzdra.
Pascalina V roku 1673 vytvoril Gottfried Wilhelm Leibniz mechanické počítacie zariadenie (Leibniz step calculator - Leibniz calculator), ktoré po prvý raz nielen sčítalo a odčítalo, ale aj násobilo, delilo a počítalo druhú odmocninu. Následne sa Leibnizovo koleso stalo prototypom zariadení na počítanie hmotnosti - sčítacích strojov.
Model Leibnizovej kalkulačky krokov Anglický matematik Charles Babbage vyvinul prístroj, ktorý nielen robil aritmetické operácie, ale výsledky aj okamžite vytlačil. V roku 1832 bol z dvetisíc mosadzných súčiastok zostrojený desaťnásobne zmenšený model, ktorý vážil tri tony, no dokázal vykonávať aritmetické operácie s presnosťou na šesť desatinných miest a počítať derivácie druhého rádu. Tento počítač sa stal prototypom skutočných počítačov, nazýval sa diferenciálnym strojom.
diferenciálny stroj Sčítací aparát s plynulým prenosom desiatok vytvoril ruský matematik a mechanik Pafnuty Ľvovič Čebyšev. Toto zariadenie dosiahlo automatizáciu všetkých aritmetických operácií. V roku 1881 bola vytvorená predpona pre sčítací aparát na násobenie a delenie. Princíp nepretržitého prenosu desiatok bol široko používaný v rôznych počítadlách a počítačoch.
Čebyševov sčítací prístroj Automatizované spracovanie údajov sa objavilo na konci minulého storočia v Spojených štátoch. Herman Hollerith vytvoril zariadenie - Hollerithov tabuľátor - v ktorom sa na dierne štítky rozlúštil elektrickým prúdom.
Hollerithov tabulátor V roku 1936, mladý vedec z Cambridge, Alan Turing, prišiel s mentálnym počítacím strojom-počítačom, ktorý existoval iba na papieri. Jeho „inteligentný stroj“ fungoval podľa určitého vopred určeného algoritmu. V závislosti od algoritmu môže byť imaginárny stroj použitý na rôzne účely. V tom čase to však boli čisto teoretické úvahy a schémy, ktoré slúžili ako prototyp programovateľného počítača, ako výpočtového zariadenia, ktoré spracováva dáta v súlade s určitou postupnosťou príkazov.
Informačné revolúcie v histórii
V dejinách rozvoja civilizácie došlo k niekoľkým informačným revolúciám – premenám spoločenských spoločenských vzťahov v dôsledku zmien v spracovaní, uchovávaní a prenose informácií.
najprv revolúcia je spojená s vynálezom písma, ktorý viedol ku gigantickému kvalitatívnemu a kvantitatívnemu skoku civilizácie. Bolo možné prenášať poznatky z generácií na generácie.
Po druhé(polovica 16. storočia) revolúciu spôsobil vynález tlače, ktorý radikálne zmenil priemyselnú spoločnosť, kultúru a organizáciu aktivít.
Po tretie(koniec 19. storočia) revolúcia s objavmi v oblasti elektriny, vďaka ktorej sa objavil telegraf, telefón, rádio, zariadenia umožňujúce rýchlo prenášať a zhromažďovať informácie v akomkoľvek objeme.
Po štvrté(od sedemdesiatych rokov XX storočia) je revolúcia spojená s vynálezom mikroprocesorovej technológie a nástupom osobného počítača. Počítače, systémy na prenos údajov (informačná komunikácia) sú vytvorené na mikroprocesoroch a integrovaných obvodoch.
Toto obdobie sa vyznačuje tromi zásadnými inováciami:
- prechod od mechanických a elektrických prostriedkov na konverziu informácií na elektronické;
- miniaturizácia všetkých uzlov, zariadení, zariadení, strojov;
- vytváranie softvérovo riadených zariadení a procesov.
História vývoja výpočtovej techniky
Potreba uchovávania, konverzie a prenosu informácií sa u ľudí objavila oveľa skôr ako telegrafný prístroj, vznikla prvá telefónna ústredňa a elektronický počítač (počítač). V skutočnosti všetky skúsenosti, všetky poznatky nahromadené ľudstvom tak či onak prispeli k vzniku výpočtovej techniky. História vzniku počítačov - všeobecný názov elektronických strojov na vykonávanie výpočtov - sa začína ďaleko v minulosti a je spojená s vývojom takmer všetkých aspektov ľudského života a činnosti. Odkedy existuje ľudská civilizácia, tak dlho sa používala istá automatizácia výpočtov.
História vývoja výpočtovej techniky má asi päť desaťročí. Počas tejto doby sa vystriedalo niekoľko generácií počítačov. Každá ďalšia generácia sa vyznačovala novými prvkami (elektronické elektrónky, tranzistory, integrované obvody), ktorých výrobná technológia bola zásadne odlišná. V súčasnosti existuje všeobecne akceptovaná klasifikácia počítačových generácií:
- Prvá generácia (1946 - začiatok 50. rokov). Základňa prvku - elektronické žiarovky. Počítače sa vyznačovali veľkými rozmermi, vysokou spotrebou energie, nízkou rýchlosťou, nízkou spoľahlivosťou, programovaním v kódoch.
- Druhá generácia (koniec 50-tych rokov - začiatok 60-tych rokov). Prvok základ - polovodič. Takmer všetky technické vlastnosti sa v porovnaní s počítačmi predchádzajúcej generácie zlepšili. Na programovanie sa používajú algoritmické jazyky.
- 3. generácia (koniec 60. - koniec 70. rokov). Základňa prvkov - integrované obvody, viacvrstvové plošné spoje. Prudký pokles rozmerov počítačov, zvýšenie ich spoľahlivosti, zvýšenie produktivity. Prístup zo vzdialených terminálov.
- Štvrtá generácia (od polovice 70. rokov do konca 80. rokov). Základňa prvkov - mikroprocesory, veľké integrované obvody. Vylepšené špecifikácie. Hromadná výroba osobných počítačov. Smery vývoja: výkonné viacprocesorové výpočtové systémy s vysokým výkonom, tvorba lacných mikropočítačov.
- Piata generácia (od polovice 80. rokov). Začal sa vývoj inteligentných počítačov, ktorý ešte nie je korunovaný úspechom. Úvod do všetkých oblastí počítačových sietí a ich asociácie, využitie distribuovaného spracovania dát, široké využitie počítačových informačných technológií.
Spolu so zmenou generácií počítačov sa menil aj charakter ich používania. Ak boli najskôr vytvorené a používané hlavne na riešenie výpočtových problémov, neskôr sa rozsah ich použitia rozšíril. To zahŕňa spracovanie informácií, automatizáciu riadenia výroby, technologických a vedeckých procesov a mnohé ďalšie.
Ako fungujú počítače - Konrad Zuse
S myšlienkou možnosti zostrojiť automatizovaný počítací stroj prišiel nemecký inžinier Konrad Zuse (Konrad Zuse) a v roku 1934 Zuse sformuloval základné princípy, na ktorých by mali budúce počítače fungovať:
- binárny číselný systém;
- používanie zariadení fungujúcich na princípe „áno/nie“ (logická 1/0);
- plne automatizovaná prevádzka kalkulačky;
- softvérové riadenie výpočtového procesu;
- podpora pre aritmetiku s pohyblivou rádovou čiarkou;
- použitie veľkokapacitnej pamäte.
Zuse ako prvý na svete zistil, že spracovanie údajov začína bitom (bit nazval „áno / nie stav“ a vzorce binárnej algebry – podmienené výroky), prvý zaviedol pojem „strojové slovo“ ( Word), ktorý ako prvý kombinuje operácie aritmetických a logických kalkulačiek, pričom poznamenáva, že „základnou operáciou počítača je kontrola rovnosti dvoch binárnych čísel. Výsledkom bude tiež binárne číslo s dvoma hodnotami (rovnaké, nie rovnaké).
Prvá generácia - počítače s elektrónkami
Colossus I - prvý počítač na lampách, ktorý vytvorili Briti v roku 1943, na dekódovanie nemeckých vojenských šifier; pozostával z 1800 vákuových trubíc - zariadení na ukladanie informácií - a bol jedným z prvých programovateľných elektronických digitálnych počítačov.
ENIAC - bol vytvorený na výpočet delostreleckých balistických tabuliek; tento počítač vážil 30 ton, zaberal 1000 štvorcových stôp a spotreboval 130-140 kW elektriny. Počítač obsahoval 17 468 elektrónok šestnástich typov, 7 200 kryštálových diód a 4 100 magnetických prvkov a nachádzali sa v skriniach s celkovým objemom cca 100 m 3 . ENIAC mal výkon 5000 operácií za sekundu. Celková cena stroja bola 750 000 USD, spotreba elektrickej energie bola 174 kW a celková plocha 300 m2.
ENIAC - zariadenie na výpočet delostreleckých balistických tabuliek Ďalším zástupcom 1. generácie počítačov, ktorému by ste mali venovať pozornosť, je EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer). EDVAC je zaujímavé tým, že sa pokúšalo nahrávať programy elektronicky v takzvaných „ultrazvukových oneskorovacích linkách“ pomocou ortuťových trubíc. Do 126 takýchto riadkov bolo možné uložiť 1024 riadkov štvorciferných binárnych čísel. Bola to „rýchla“ pamäť. Ako „pomalá“ pamäť mala fixovať čísla a príkazy na magnetickom drôte, no táto metóda sa ukázala ako nespoľahlivá a museli sa vrátiť k páskam na ďalekopisy. EDVAC bol rýchlejší ako jeho predchodca, pridával 1 µs a delil 3 µs. Obsahoval len 3,5 tisíc elektróniek a nachádzal sa na 13 m 2 plochy.
UNIVAC (Universal Automatic Computer) bolo elektronické zariadenie s programami uloženými v pamäti, ktoré sa tam už nezadávali z diernych štítkov, ale pomocou magnetickej pásky; to poskytlo vysokú rýchlosť čítania a zápisu informácií a následne vyššiu rýchlosť stroja ako celku. Jedna páska môže obsahovať milión znakov napísaných v binárnej forme. Pásky môžu uchovávať programy aj prechodné dáta.
Predstavitelia 1. generácie počítačov: 1) Electronic Discrete Variable Computer; 2) Univerzálny automatický počítač Druhá generácia je počítač na tranzistoroch.
Tranzistory nahradili vákuové elektrónky začiatkom 60. rokov 20. storočia. Tranzistory (ktoré fungujú ako elektrické spínače) spotrebúvajú menej elektriny a generujú menej tepla a zaberajú menej miesta. Kombináciou niekoľkých tranzistorových obvodov na jednej doske vzniká integrovaný obvod (čip - „čip“, „čip“ doslova, doska). Tranzistory sú binárne čítače. Tieto detaily fixujú dva stavy - prítomnosť prúdu a neprítomnosť prúdu, a tým spracovávajú informácie, ktoré sú im prezentované v tejto binárnej forme.
V roku 1953 William Shockley vynašiel tranzistor s p-n prechodom. Tranzistor nahrádza vákuovú elektrónku a zároveň pracuje pri vyšších otáčkach, generuje veľmi málo tepla a nespotrebováva takmer žiadnu elektrinu. Súčasne s procesom nahradenia elektróniek tranzistormi sa zlepšili spôsoby ukladania informácií: ako sa začali používať pamäťové zariadenia, magnetické jadrá a magnetické bubny a už v 60. rokoch sa rozšírilo ukladanie informácií na disky.
Jeden z prvých tranzistorových počítačov, Atlas Guidance Computer, bol spustený v roku 1957 a slúžil na riadenie štartu rakety Atlas.
RAMAC, vytvorený v roku 1957, bol lacný počítač s modulárnou externou pamäťou na diskoch, kombinovanou pamäťou s náhodným prístupom s magnetickým jadrom a bubnami. Hoci tento počítač ešte nebol úplne tranzistorový, bol dobre prevádzkyschopný a ľahko sa udržiaval a bol veľmi žiadaný na trhu kancelárskej automatizácie. Pre firemných zákazníkov bol preto urýchlene vydaný „veľký“ RAMAC (IBM-305), na uloženie 5 MB dát potreboval systém RAMAC 50 diskov s priemerom 24 palcov. Informačný systém vytvorený na základe tohto modelu plynulo spracovával polia požiadaviek v 10 jazykoch.
V roku 1959 IBM vytvorilo svoj prvý plne tranzistorový veľký sálový počítač, 7090, schopný vykonávať 229 000 operácií za sekundu – skutočný tranzistorový sálový počítač. V roku 1964 americká letecká spoločnosť SABRE, založená na dvoch 7090 sálových počítačoch, prvýkrát aplikovala automatizovaný systém na predaj a rezerváciu leteniek v 65 mestách po celom svete.
V roku 1960 spoločnosť DEC predstavila prvý minipočítač na svete, PDP-1 (Programmed Data Processor), počítač s monitorom a klávesnicou, ktorý sa stal jedným z najpozoruhodnejších produktov na trhu. Tento počítač bol schopný vykonať 100 000 operácií za sekundu. Samotný stroj zaberal na podlahe iba 1,5 m 2 . PDP-1 sa stal v skutočnosti prvou hernou platformou na svete vďaka študentovi MIT Stevovi Russellovi, ktorý preň napísal počítačovú hračku Star War!
Zástupcovia druhej generácie počítačov: 1) RAMAC; 2) PDP-1 V roku 1968 Digital prvýkrát začal sériovú výrobu minipočítačov - bol to PDP-8: ich cena bola asi 10 000 dolárov a model mal veľkosť chladničky. Práve tento model PDP-8 si mohli kúpiť laboratóriá, univerzity a malé podniky.
Vtedajšie domáce počítače možno charakterizovať takto: architektonickým, obvodovým a funkčným riešením zodpovedali svojej dobe, no ich možnosti boli obmedzené nedokonalosťou výrobnej a prvkovej základne. Najpopulárnejšie boli stroje radu BESM. Sériová výroba, skôr nevýznamná, sa začala vydaním počítača Ural-2 (1958), BESM-2, Minsk-1 a Ural-3 (všetky v roku 1959). V roku 1960 prešli do série M-20 a Ural-4. Na konci roku 1960 mal M-20 maximálny výkon (4500 lámp, 35 tisíc polovodičových diód, pamäť pre 4096 článkov) - 20 tisíc operácií za sekundu. Prvé počítače založené na polovodičových prvkoch (Razdan-2, Minsk-2, M-220 a Dnepr) boli stále vo vývoji.
Tretia generácia – malé počítače na integrovaných obvodoch
V 50. a 60. rokoch 20. storočia bola montáž elektronických zariadení procesom náročným na prácu, ktorý bol spomaľovaný zvyšujúcou sa zložitosťou elektronických obvodov. Napríklad počítač CD1604 (1960, Control Data Corp.) obsahoval asi 100 000 diód a 25 000 tranzistorov.
V roku 1959 Američania Jack St. Clair Kilby (Texas Instruments) a Robert N. Noyce (Fairchild Semiconductor) nezávisle vynašli integrovaný obvod (IC), súbor tisícov tranzistorov umiestnených na jedinom kremíkovom čipe vo vnútri mikroobvodu.
Výroba počítačov na integrovaných obvodoch (neskôr sa im hovorilo mikroobvody) bola oveľa lacnejšia ako na tranzistoroch. Vďaka tomu si mnohé organizácie mohli takéto stroje zaobstarať a osvojiť si ich. A to zase viedlo k zvýšeniu dopytu po univerzálnych počítačoch určených na riešenie rôznych problémov. V týchto rokoch nadobudla výroba počítačov priemyselný rozmer.
Zároveň sa objavili polovodičové pamäte, ktoré sa v osobných počítačoch používajú dodnes.
Predstaviteľ tretej generácie počítačov - ES-1022 Štvrtá generácia - osobné počítače na procesoroch
Predchodcami IBM PC boli Apple II, Radio Shack TRS-80, Atari 400 a 800, Commodore 64 a Commodore PET.
Zrod osobných počítačov (PC, PC) sa právom spája s procesormi Intel. Spoločnosť bola založená v polovici júna 1968. Odvtedy sa spoločnosť Intel stala najväčším svetovým výrobcom mikroprocesorov s viac ako 64 000 zamestnancami. Cieľom Intelu bolo vytvoriť polovodičovú pamäť a aby prežila, spoločnosť začala prijímať objednávky tretích strán na vývoj polovodičových zariadení.
V roku 1971 dostal Intel objednávku na vývoj sady 12 čipov pre programovateľné kalkulačky, no vytvorenie 12 špecializovaných čipov sa inžinierom Intelu zdalo ťažkopádne a neefektívne. Úloha zmenšiť dosah mikroobvodov bola vyriešená vytvorením „dvojičky“ z polovodičovej pamäte a aktuátora schopného pracovať na príkazoch v nej uložených. Bol to prelom vo filozofii výpočtovej techniky: univerzálne logické zariadenie vo forme 4-bitovej centrálnej procesorovej jednotky i4004, ktorá bola neskôr nazývaná prvým mikroprocesorom. Išlo o sadu 4 čipov, z toho jeden čip riadený príkazmi, ktoré boli uložené vo vnútornej polovodičovej pamäti.
Ako komerčný vývoj sa mikropočítač (ako sa vtedy mikroobvod nazýval) objavil na trhu 11. novembra 1971 pod názvom 4004: 4 bit, obsahujúci 2300 tranzistorov, hodinová frekvencia 60 kHz, cena - 200 dolárov. V roku 1972 Intel vydala osembitový mikroprocesor 8008 av roku 1974 - jeho vylepšenú verziu Intel-8080, ktorá sa koncom 70-tych rokov stala štandardom pre mikropočítačový priemysel. Už v roku 1973 sa vo Francúzsku objavil prvý počítač založený na procesore 8080, Micral. Tento procesor sa z rôznych dôvodov v Amerike nepresadil (v Sovietskom zväze bol dlho kopírovaný a vyrábaný pod označením 580VM80). V tom istom čase skupina inžinierov opustila Intel a vytvorila Zilog. Jeho najhlasnejším produktom je Z80, ktorý má rozšírenú súpravu príkazov 8080 a vďaka čomu sa stal komerčným úspechom pre domáce spotrebiče, vystačil si s jediným napájaním 5V. Na jeho základe vznikol najmä počítač ZX-Spectrum (niekedy sa mu hovorí menom tvorcu - Sinclair), ktorý sa stal prakticky prototypom domáceho PC polovice 80. rokov. V roku 1981 Intel vydal 16-bitový procesor 8086 a 8088, analóg 8086, s výnimkou externej 8-bitovej dátovej zbernice (všetky periférne zariadenia boli vtedy ešte 8-bitové).
Konkurent Intelu, počítač Apple II, sa líšil tým, že nešlo o úplne hotové zariadenie a existovala určitá voľnosť na dolaďovanie priamo zo strany používateľa – bolo možné inštalovať ďalšie dosky rozhrania, pamäťové dosky atď. sa neskôr stala známou ako „otvorená architektúra“, sa stala jej hlavnou prednosťou. K úspechu Apple II prispeli ďalšie dve inovácie vyvinuté v roku 1978. Lacná disketová mechanika a prvý komerčný výpočtový program, tabuľkový procesor VisiCalc.
Počítač Altair-8800, postavený na báze procesora Intel-8080, bol veľmi populárny v 70. rokoch. Hoci možnosti Altairu boli dosť obmedzené – RAM mala len 4 Kb, chýbala klávesnica a obrazovka, jeho vzhľad sa stretol s veľkým nadšením. Na trh bol uvedený v roku 1975 a za prvé mesiace sa predalo niekoľko tisíc sád stroja.
Predstavitelia 4. generácie počítačov: a) Micral; b) Jablko II Tento počítač, navrhnutý spoločnosťou MITS, bol predaný poštou ako súprava pre domácich majstrov. Celá zostava stála 397 dolárov, zatiaľ čo iba jeden procesor od Intelu sa predával za 360 dolárov.
Rozšírenie PC na konci 70. rokov viedlo k miernemu poklesu dopytu po hlavných počítačoch a minipočítačoch - IBM vydala IBM PC založené na procesore 8088 v roku 1979. Softvér, ktorý existoval na začiatku 80. rokov, bol zameraný na spracovanie textu. a jednoduché elektronické tabuľky a samotná myšlienka, že „mikropočítač“ by sa mohol stať známym a potrebným zariadením v práci aj doma, sa zdala neuveriteľná.
12. augusta 1981 IBM predstavilo osobný počítač (PC), ktorý sa v kombinácii so softvérom od Microsoftu stal štandardom pre celú flotilu osobných počítačov moderného sveta. Cena modelu IBM PC s monochromatickým displejom bola približne 3 000 dolárov, s farebným - 6 000 dolárov. Konfigurácia IBM PC: Procesor Intel 8088 s frekvenciou 4,77 MHz a 29 tisíc tranzistorov, 64 KB RAM, 1 disketová mechanika s kapacitou 160 KB, - bežný vstavaný reproduktor. V tom čase bolo spúšťanie a práca s aplikáciami skutočnou bolesťou: kvôli nedostatku pevného disku ste museli neustále vymieňať diskety, neexistovala myš, žiadne grafické používateľské rozhranie s oknami, žiadna presná zhoda medzi obrázkom na obrazovke a konečný výsledok (WYSIWYG). Farebná grafika bola mimoriadne primitívna, o trojrozmernej animácii či spracovaní fotografií nemohla byť reč, no týmto modelom sa začala písať história vývoja osobných počítačov.
V roku 1984 IBM predstavilo ďalšie dve inovácie. Najprv vyšiel model pre domácich používateľov s názvom PCjr na báze 8088, ktorý bol vybavený azda prvou bezdrôtovou klávesnicou, no tento model na trhu neuspel.
Druhou novinkou je IBM PC AT. Najdôležitejšia vlastnosť: prechod na mikroprocesory vyššej úrovne (80286 s digitálnym koprocesorom 80287) pri zachovaní kompatibility s predchádzajúcimi modelmi. Tento počítač sa ukázal byť trendom na dlhé roky v mnohých ohľadoch: ako prvý predstavil 16-bitovú rozširujúcu zbernicu (ktorá zostáva štandardom dodnes) a grafické adaptéry EGA s rozlíšením 640 x 350 pri farbe. hĺbka 16 bitov.
V roku 1984 boli uvedené na trh prvé počítače Macintosh s grafickým rozhraním, myšou a mnohými ďalšími atribútmi používateľského rozhrania, bez ktorých nemôžu byť moderné stolné počítače. Používatelia nového rozhrania nezostali ľahostajní, no revolučný počítač nebol kompatibilný ani s predchádzajúcimi programami, ani s hardvérovými komponentmi. A vo vtedajších korporáciách sa WordPerfect a Lotus 1-2-3 už stali bežnými pracovnými nástrojmi. Používatelia si už na symbolické rozhranie DOSu zvykli a prispôsobili sa mu. Z ich pohľadu vyzeral Macintosh dokonca akosi ľahkomyseľne.
Piata generácia počítačov (od roku 1985 do súčasnosti)
Charakteristické črty 5. generácie:
- Nové výrobné technológie.
- Odmietnutie tradičných programovacích jazykov ako Cobol a Fortran v prospech jazykov s vylepšenou manipuláciou so znakmi a prvkami logického programovania (Prolog a Lisp).
- Dôraz na nové architektúry (napríklad architektúra dátového toku).
- Nové užívateľsky prívetivé metódy vstupu/výstupu (napr. rozpoznávanie reči a obrazu, syntéza reči, spracovanie správ v prirodzenom jazyku)
- Umelá inteligencia (to znamená automatizácia procesov riešenia problémov, získavania záverov, manipulácie so znalosťami)
Práve na prelome 80-90-tych rokov vznikla aliancia Windows-Intel. Keď Intel začiatkom roku 1989 vydal mikroprocesor 486, výrobcovia počítačov nečakali na príklad od IBM alebo Compaqu. Začali sa preteky, do ktorých sa prihlásili desiatky firiem. Všetky nové počítače si ale boli mimoriadne podobné – spájala ich kompatibilita s Windowsom a procesormi od Intelu.
V roku 1989 bol vydaný procesor i486. Mal vstavaný matematický koprocesor, pipeline a vstavanú vyrovnávaciu pamäť prvej úrovne.
Pokyny pre vývoj počítačov
Neuropočítače možno pripísať šiestej generácii počítačov. Napriek tomu, že skutočné využívanie neurónových sietí začalo relatívne nedávno, neuropočítač ako vedecký smer vstúpil do siedmej dekády a prvý neuropočítač bol skonštruovaný v roku 1958. Vývojárom stroja bol Frank Rosenblatt, ktorý dal svojmu duchovnému dieťaťu meno Mark I.
Teória neurónových sietí bola prvýkrát identifikovaná v práci McCullocha a Pittsa v roku 1943: pomocou jednoduchej neurónovej siete je možné implementovať akúkoľvek aritmetickú alebo logickú funkciu. Záujem o neuropočítače opäť vzrástol na začiatku 80. rokov a bol poháňaný novou prácou s viacvrstvovými perceptrónmi a paralelnými výpočtovými technikami.
Neuropočítače sú počítače pozostávajúce z mnohých jednoduchých výpočtových prvkov pracujúcich paralelne, ktoré sa nazývajú neuróny. Neuróny tvoria takzvané neurónové siete. Vysoká rýchlosť neuropočítačov je dosiahnutá práve vďaka obrovskému počtu neurónov. Neuropočítače sú postavené na biologickom princípe: ľudský nervový systém pozostáva z jednotlivých buniek - neurónov, ktorých počet v mozgu dosahuje 10 12, napriek tomu, že doba odozvy neurónu je 3 ms. Každý neurón vykonáva pomerne jednoduché funkcie, ale keďže je v priemere prepojený s 1-10 tisíc ďalšími neurónmi, takýto tím úspešne zabezpečuje fungovanie ľudského mozgu.
Predstaviteľ VI. generácie počítačov - Mark I V optoelektronických počítačoch je nosičom informácie svetelný tok. Elektrické signály sú prevedené na optické a naopak. Optické žiarenie ako nosič informácií má oproti elektrickým signálom množstvo potenciálnych výhod:
- Svetelné prúdy, na rozdiel od elektrických, sa môžu navzájom pretínať;
- Svetelné toky možno lokalizovať v priečnom smere nanometrových rozmerov a prenášať voľným priestorom;
- Interakcia svetelných tokov s nelineárnymi médiami je rozložená v celom prostredí, čo dáva nové stupne voľnosti pri organizovaní komunikácie a vytváraní paralelných architektúr.
V súčasnosti prebieha vývoj na vytvorenie počítačov, ktoré pozostávajú výlučne z optických zariadení na spracovanie informácií. Dnes je tento smer najzaujímavejší.
Optický počítač má bezprecedentný výkon a úplne inú architektúru ako elektronický počítač: na 1 hodinový cyklus kratší ako 1 nanosekunda (to zodpovedá hodinovej frekvencii viac ako 1000 MHz) dokáže optický počítač spracovať dátové pole približne 1 megabajt alebo viac. K dnešnému dňu sú už vytvorené a optimalizované jednotlivé komponenty optických počítačov.
Optický počítač veľkosti notebooku môže používateľovi poskytnúť možnosť umiestniť doň takmer všetky informácie o svete, pričom počítač dokáže vyriešiť problémy akejkoľvek zložitosti.
Biologické počítače sú obyčajné počítače, založené iba na výpočtoch DNA. Skutočne demonštračných prác je v tejto oblasti tak málo, že o výrazných výsledkoch netreba hovoriť.
Molekulové počítače sú PC, ktorých princíp je založený na využití zmien vlastností molekúl v procese fotosyntézy. V procese fotosyntézy molekula nadobúda rôzne stavy, takže vedci môžu každému stavu priradiť iba určité logické hodnoty, teda „0“ alebo „1“. Pomocou určitých molekúl vedci zistili, že ich fotocyklus pozostáva iba z dvoch stavov, ktoré možno „prepnúť“ zmenou acidobázickej rovnováhy prostredia. Posledne menované je veľmi jednoduché pomocou elektrického signálu. Moderné technológie už umožňujú vytvárať celé reťazce molekúl organizovaných týmto spôsobom. Je teda veľmi možné, že molekulárne počítače na nás čakajú „hneď za rohom“.
História vývoja počítačov sa ešte neskončila, okrem zdokonaľovania starých je tu aj vývoj úplne nových technológií. Príkladom toho sú kvantové počítače – zariadenia, ktoré fungujú na základe kvantovej mechaniky. Kvantový počítač v plnom rozsahu je hypotetické zariadenie, ktorého možnosť výstavby je spojená so serióznym rozvojom kvantovej teórie v oblasti mnohých častíc a zložitých experimentov; táto práca je v popredí modernej fyziky. Experimentálne kvantové počítače už existujú; prvky kvantových počítačov možno použiť na zvýšenie efektívnosti výpočtov na existujúcej prístrojovej základni.
Mestská vzdelávacia inštitúcia
<< Средняя общеобразовательная школа №2035 >>
Informatická esej
<< История развития компьютерной техники >>
Pripravené:
žiak 7. ročníka
Beljakov Nikita
Skontrolované:
IT-učiteľ
Dubová E.V.
Moskva, 2015
Úvod
Ľudská spoločnosť si v priebehu svojho vývoja osvojila nielen hmotu a energiu, ale aj informácie. S príchodom a masovou distribúciou počítačov dostal človek mocný nástroj na efektívne využívanie informačných zdrojov na posilnenie svojej intelektuálnej činnosti. Od tohto momentu (polovica 20. storočia) sa začal prechod od industriálnej spoločnosti k informačnej spoločnosti, v ktorej sa informácie stávajú hlavným zdrojom.
Schopnosť členov spoločnosti využívať úplné, včasné a spoľahlivé informácie do značnej miery závisí od stupňa rozvoja a zvládnutia nových informačných technológií, ktorých základom sú počítače. Zvážte hlavné míľniky v histórii ich vývoja.
Začiatok jednej éry
Prvý počítač ENIAC vznikol koncom roku 1945 v USA.
Hlavné myšlienky, na ktorých sa počítačová technika dlhé roky vyvíjala, sformuloval v roku 1946 americký matematik John von Neumann. Nazývajú sa von Neumannovou architektúrou.
V roku 1949 bol zostrojený prvý počítač s von Neumannovou architektúrou – anglický stroj EDSAC. O rok neskôr sa objavil americký počítač EDVAC.
U nás bol prvý počítač vytvorený v roku 1951. Volal sa MESM – malý elektronický počítací strojček. Dizajnérom MESM bol Sergej Alekseevič Lebedev.
Sériová výroba počítačov sa začala v 50. rokoch minulého storočia.
Je zvykom deliť elektronické výpočtové zariadenia do generácií spojených so zmenou základne prvkov. Okrem toho sa stroje rôznych generácií líšia logickou architektúrou a softvérom, rýchlosťou, RAM, vstupnými a výstupnými informáciami atď.
S.A. Lebedev - Narodil sa v Nižnom Novgorode v rodine učiteľa a spisovateľa Alexeja Ivanoviča Lebedeva a učiteľky zo šľachty Anastasie Petrovna (rodenej Mavriny). Bol tretím dieťaťom v rodine. Staršou sestrou je umelkyňa Tatyana Mavrina. V roku 1920 sa rodina presťahovala do Moskvy.
V apríli 1928 zmaturoval na Vyššej technickej škole. Bauman s diplomom z elektrotechniky
Prvá generácia počítačov
Prvá generácia počítačov - elektrónkové stroje z 50. rokov. Rýchlosť počítania najrýchlejších strojov prvej generácie dosiahla 20 000 operácií za sekundu. Na zadávanie programov a údajov sa používali dierne pásky a dierne štítky. Keďže vnútorná pamäť týchto strojov bola malá (mohla obsahovať niekoľko tisíc čísel a programových inštrukcií), používali sa najmä na inžinierske a vedecké výpočty nesúvisiace so spracovaním veľkého množstva údajov. Boli to dosť objemné konštrukcie s tisíckami lámp, niekedy zaberajúce stovky metrov štvorcových a spotrebúvajúce stovky kilowattov elektriny. Programy pre takéto stroje boli zostavené v jazykoch strojových inštrukcií, takže programovanie nebolo v tom čase dostupné len pre niektorých.
Druhá generácia počítačov
V roku 1949 bolo v USA vytvorené prvé polovodičové zariadenie, ktoré nahradilo vákuovú elektrónku. Nazýva sa tranzistor. V 60. rokoch tranzistory sa stali elementárnou základňou pre počítače druhej generácie. Prechod na polovodičové prvky zlepšil kvalitu počítačov vo všetkých ohľadoch: stali sa kompaktnejšími, spoľahlivejšími a menej energeticky náročnými. Rýchlosť väčšiny strojov dosahovala desiatky a stovky tisíc operácií za sekundu. Objem vnútornej pamäte sa v porovnaní s počítačmi prvej generácie zväčšil stonásobne. Externé (magnetické) pamäťové zariadenia boli značne vyvinuté: magnetické bubny, magnetické páskové jednotky. Vďaka tomu bolo možné vytvárať informačno-referenčné, vyhľadávacie systémy na počítačoch (je to spôsobené potrebou uchovávať veľké množstvo informácií na magnetických médiách po dlhú dobu). Počas druhej generácie sa programovacie jazyky na vysokej úrovni začali aktívne rozvíjať. Prvými z nich boli FORTRAN, ALGOL, COBOL. Programovanie ako prvok gramotnosti sa rozšírilo najmä medzi ľuďmi s vyšším vzdelaním.
Tretia generácia počítačov
Tretia generácia počítačov bol vytvorený na novej základni prvkov - integrovaných obvodoch: zložité elektronické obvody boli namontované na malej doske z polovodičového materiálu s plochou menšou ako 1 cm2. Nazývali sa integrované obvody (IC). Prvé integrované obvody obsahovali desiatky, potom stovky prvkov (tranzistory, odpory atď.). Keď sa stupeň integrácie (počet prvkov) priblížil k tisícke, začali sa nazývať veľké integrované obvody – LSI; potom sa objavili veľmi veľké integrované obvody - VLSI. Počítače tretej generácie sa začali vyrábať v druhej polovici 60-tych rokov, kedy vznikla americká firma IBM začala výroba strojového systému IBM -360. V Sovietskom zväze sa v 70. rokoch začala výroba strojov radu ES EVM (Unified Computer System). Prechod na tretiu generáciu je spojený s výraznými zmenami v architektúre počítača. Teraz môžete na rovnakom počítači spustiť niekoľko programov súčasne. Tento režim prevádzky sa nazýva multiprogramový (multiprogramový) režim. Rýchlosť najvýkonnejších modelov počítačov dosiahla niekoľko miliónov operácií za sekundu. Na strojoch tretej generácie sa objavil nový typ externých pamäťových zariadení - magnetické disky. Široko sa používajú nové typy vstupno-výstupných zariadení: displeje, plotre. V tomto období sa výrazne rozšírili oblasti použitia počítačov. Začali sa vytvárať databázy, prvé systémy umelej inteligencie, počítačom podporovaný dizajn (CAD) a riadiace (ACS) systémy. V sedemdesiatych rokoch minulého storočia sa rad malých (mini) počítačov výrazne rozvinul.
štvrtá generácia počítačov
Ďalšia revolučná udalosť v elektronike nastala v roku 1971, keď americká spoločnosť Intel oznámil vytvorenie mikroprocesora. Mikroprocesor - Ide o veľmi veľký integrovaný obvod schopný vykonávať funkcie hlavnej jednotky počítača - procesora. Spočiatku sa mikroprocesory začali zabudovávať do rôznych technických zariadení: obrábacie stroje, autá, lietadlá. Spojením mikroprocesora so vstupno-výstupnými zariadeniami, externou pamäťou, sa získal nový typ počítača: mikropočítač. Mikropočítače patria k strojom štvrtej generácie. Významným rozdielom medzi mikropočítačmi a ich predchodcami je ich malá veľkosť (veľkosť domáceho televízora) a porovnateľná lacnosť. Ide o prvý typ počítača, ktorý sa objavil v maloobchode.
Najpopulárnejším typom počítača sú dnes osobné počítače. počítače (PC). Prvý PC sa narodil v roku 1976 v USA. Od roku 1980 sa americká spoločnosť stala „trendsetterom“ na trhu PC. IBM . Jeho dizajnérom sa podarilo vytvoriť architektúru, ktorá sa stala de facto medzinárodným štandardom pre profesionálne počítače. Stroje tejto série sú tzv IBM PC ( Osobné počítač ). Vznik a rozšírenie PC z hľadiska jeho významu pre spoločenský vývoj je porovnateľné so vznikom kníhtlače. Práve PC urobilo z počítačovej gramotnosti masový fenomén. S vývojom tohto typu stroja sa objavil pojem „informačné technológie“, bez ktorých sa už vo väčšine oblastí ľudskej činnosti nedá zvládnuť.
Ďalšou líniou vo vývoji počítačov štvrtej generácie je superpočítač. Stroje tejto triedy majú rýchlosť stoviek miliónov a miliárd operácií za sekundu. Superpočítač je viacprocesorový výpočtový komplex.
Záver
Vývoj v oblasti výpočtovej techniky pokračuje. počítač piatej generácie Toto sú stroje blízkej budúcnosti. Ich hlavnou kvalitou by mala byť vysoká intelektuálna úroveň. Budú možné vstupy z hlasu, hlasovej komunikácie, strojového „videnia“, strojového „dotyku“.
Stroje piatej generácie sú realizované umelou inteligenciou.
http://answer.mail.ru/question/73952848
Základná stredná škola č.73
Predmet:
(informatika)
Cieľ:
1. Oboznámiť žiakov s históriou vývoja a základnými princípmi budovania výpočtovej techniky.
2. Vykonajte porovnávací popis moderných počítačov so starými počítačmi. Posúdiť zmeny.
hypotéza:
Ak by si človek nezlepšil vedecké a intelektuálne schopnosti a neuplatnil ich v praxi, potom by „stál“ čas,
pretože elektronická technológia by sa nerozvinula.
Relevantnosť:
V súčasnosti sa informačný systém vyvíja rýchlym tempom. V súčasnosti sa rozvoj vedy a techniky dotýka takmer všetkých aspektov ľudského života. Má hlboký vplyv na vzťah človeka, spoločnosti a prírody, na vzťah medzi ľuďmi, na ich sebauvedomenie.
Prevádzkové počítače sa menia z pomocných na základný, systém určujúci faktor. Zvýšené požiadavky na riadiace štruktúry v ekonomike v moderných podmienkach možno uspokojiť len pomocou počítačov a systémov.
Využitie počítačov v priemyselnej výrobe mení úlohu človeka v procese tvorby finálneho produktu. Vznik moderného priemyslu založeného na mimoriadne zložitých technologických procesoch, ultra-vysokorýchlostných a ultra-presných technických zariadeniach viedol k hranici, za ktorou sa tradičné formy ľudskej účasti na výrobe v dôsledku svojich fyziologických a neuropsychických obmedzení dostali. jednoducho stať nemožné.
Úlohy:
Preštudujte si tento materiál.
Porovnať funkciu
Etapy:
Zbierajte materiál
Vykonajte výber informácií
Vytvorenie porovnávacej informačnej charakteristiky
Vytvorte prezentáciu
Úvod
V tomto článku sa snažím poskytnúť pomerne široký obraz o počítačovej revolúcii vrátane jej počiatkov.
Táto téma je relevantná. Relevantnosť potvrdzujú slová Marvina Minského, ktorý napísal: „V priebehu života iba jednej generácie vyrástol vedľa človeka zvláštny nový druh: počítače a podobné stroje, s ktorými, ako zistil, musieť zdieľať svet. Ani história, ani filozofia, ani zdravý rozum nám nevedia povedať, ako tieto stroje ovplyvnia naše životy v budúcnosti, pretože vôbec nefungujú ako stroje vytvorené v ére priemyselnej revolúcie.
Cieľom mojej práce je teda zhodnotiť vývoj výpočtovej techniky od staroveku až po súčasnosť.
V tejto súvislosti zvážim nasledujúce otázky: 1. Pôvod moderného počítača; 2 Rýchly rozvoj výpočtovej techniky; 3 Vývoj počítačov od 80. rokov až po súčasnosť. Príchod PC.
História vývoja výpočtovej techniky
História vytvárania digitálnych výpočtových zariadení siaha stáročia do minulosti. Je fascinujúca a poučná, spájajú sa s ňou mená vynikajúcich vedcov sveta.
Základom počítačov predelektronického obdobia sú mechanické princípy sčítania, odčítania a násobenia.
Najvýznamnejšie stroje tohto obdobia sú:
Za začiatok vývoja technológie sa považuje Blaise Pascal, ktorý v roku 1642. vynašiel zariadenie, ktoré mechanicky vykonáva sčítanie čísel. Jeho stroj bol navrhnutý tak, aby pracoval so 6-8 miestnymi číslami a mohol iba sčítať a odčítať, a tiež mal lepší spôsob, ako opraviť výsledok ako čokoľvek predtým. Pascalov stroj nameral 36´ 13 ´ Táto malá mosadzná krabička s dĺžkou 8 centimetrov sa dala pohodlne nosiť.
Pascalov stroj (1641-1642)
Ďalší míľnikový výsledok dosiahol vynikajúci nemecký matematik a filozof Gottfried Wilhelm Leibniz, ktorý v roku 1672 vyjadril myšlienku mechanického násobenia bez postupného sčítania. O rok neskôr predstavil parížskej akadémii stroj, ktorý umožňoval mechanicky vykonávať štyri aritmetické operácie.
Stroj Leibniz vyžadoval na inštaláciu špeciálny stôl, pretože mal pôsobivé rozmery: 100´ 30 ´ 20 centimetrov.
Analytický motor,
projekt, ktorý C. Babbage vyvinul v rokoch 1836-1848, bol mechanickým prototypom počítačov, ktorý sa objavil o storočie neskôr. Mal mať rovnakých päť základných zariadení ako v počítači: aritmetiku, pamäť, ovládanie, vstup, výstup. Pre aritmetickú jednotku C. Babbage použil prevody podobné tým, ktoré sa používali predtým. Na nich chcel Ch.Babbage postaviť pamäťové zariadenie z 1000 50-bitových registrov (každý 50 kolies!). Program na vykonávanie výpočtov sa zaznamenával na dierne štítky a zaznamenávali sa na ne aj počiatočné údaje a výsledky výpočtov. Počet operácií, okrem štyroch aritmetických, zahŕňal operáciu podmieneného vetvenia a operácie s kódmi inštrukcií. Automatické vykonávanie výpočtového programu zabezpečovalo riadiace zariadenie. Čas sčítania dvoch 50-bitových desatinných čísel bol podľa výpočtov vedca 1 s, násobenie - 1 min.
Babbridgeov analytický motor (1836-1848) a jeho tvorca.
Bohužiaľ sa mu nepodarilo dokončiť prácu na vytvorení analytického motora - ukázalo sa, že je príliš komplikované pre technológiu tej doby. Babbageova zásluha však spočíva v tom, že prvýkrát navrhol a čiastočne implementoval myšlienku programom riadeného počítača. Bol to analytický motor, ktorý bol v podstate prototypom moderného počítača. Tento nápad a jeho technické detaily predbehli dobu o 100 rokov!
Charles Babbage
Programy na počítanie na Babbageovom stroji, ktoré zostavila Byronova dcéra Ada Augusta Lovelace (1815-1852), sa nápadne podobajú programom následne zostaveným pre prvé počítače. Táto matematička bola prvou, ktorá Babbridgeovi poradila, aby používal na výpočty dvojkovú sústavu namiesto desiatkovej sústavy. Nie náhodou bola pomenovaná ako prvá programátorka na svete a po nej bol pomenovaný aj prvý programovací jazyk „Ada“.
Ada Augusta Lovelace
Rodák z Alsaska Carl Thomas, zakladateľ a riaditeľ dvoch parížskych poisťovacích spoločností, skonštruoval v roku 1818 počítací stroj so zameraním na vyrobiteľnosť mechanizmu a nazval ho sčítací stroj. Od 19. storočia sa hojne využívali sčítacie stroje. Robili sa na nich aj veľmi zložité výpočty, napríklad výpočty balistických tabuliek pre delostreleckú paľbu. Možno jeden z posledných základných vynálezov v technológii mechanického počítania urobil obyvateľ Petrohradu Wilgodt Odner. Sčítací stroj, ktorý postavil Odner v roku 1890, sa v skutočnosti nelíši od podobných moderných strojov. Odner a jeho spoločník takmer okamžite rozbehli výrobu svojich sčítacích strojov – 500 kusov ročne. V roku 1914 bolo len v Rusku viac ako 22 000 sčítacích strojov Odner. V prvej štvrtine 20. storočia boli tieto sčítačky jedinými matematickými strojmi široko používanými v rôznych oblastiach ľudskej činnosti. V ZSSR tieto stroje hlasno cinkajúce počas prevádzky dostali prezývku „Iron Felix“. Boli nimi vybavené takmer všetky úrady.
Aritmometer "Iron Felix" (1890)
2. Elektromechanické počítače
V prvých desaťročiach 20. storočia dizajnéri venovali pozornosť možnosti využitia nových prvkov v počítacích zariadeniach - elektromagnetických relé. V roku 1941 zostrojil nemecký inžinier Konrad Zuse výpočtové zariadenie poháňané takýmito relé.
Jeho auto Z-3 (Zuse-3) je veľmi podobná architektúre moderných počítačov: pamäť a procesor boli samostatné zariadenia, procesor mohol spracovávať čísla s pohyblivou rádovou čiarkou, prevádzať desatinné čísla na binárne a naopak, vykonávať aritmetické operácie a odmocninu. Zadávanie údajov bolo uskutočnené pomocou diernej pásky, ktorú vyrobil Zuseho priateľ z filmu. Z3 je uložených v RAM až 64 strojových slov po 22 bitoch.
Takmer súčasne, v roku 1943, Američan Howard Aiken s pomocou Babbageho práce na báze technológie 20. storočia – elektromechanických relé, dokázal postaviť legendárny Harvardský „Mark-1“ (a neskôr aj „Mark-2“). v jednom z podnikov IBM. „Mark-1“ bol 15 metrov dlhý a 2,5 metra vysoký, obsahoval 800 tisíc dielov, mal 60 registrov pre konštanty, 72 úložných registrov na sčítanie, centrálnu jednotku násobenia a delenia, vedel vypočítať elementárne transcendentálne funkcie. Stroj pracoval s 23-miestnymi desatinnými číslami a sčítanie vykonal za 0,3 sekundy a násobil za 3 sekundy.
Auto Z-3 K. Zuse (1941-43)
MARK-1 G. Aiken (1943)
Približne v rovnakom čase začal v Anglicku fungovať prvý reléový počítač, ktorý slúžil na dešifrovanie správ prenášaných nemeckým kódovaným vysielačom. smerom do streduXXstoročia sa potreba automatizácie výpočtov (aj pre vojenské potreby - balistika, kryptografia atď.) stala taká veľká, že niekoľko skupín výskumníkov v rôznych krajinách pracovalo na vytvorení strojov ako Mark-1 a Mark-2.
Práce na vytvorení prvého elektronického počítača podľa všetkého začal v roku 1937 v USA profesor John Atanasov, pôvodom Bulhar. Tento stroj bol špecializovaný a určený na riešenie problémov matematickej fyziky. V priebehu vývoja Atanasov vytvoril a patentoval prvé elektronické zariadenia, ktoré boli následne pomerne široko používané v prvých počítačoch. Atanasovov projekt nebol úplne dokončený, ale po troch desaťročiach bol profesor na základe pokusu uznaný za zakladateľa elektronickej výpočtovej techniky.
John Atanasoff je zakladateľom elektronických počítačov.
3.Počítač prvej generácie.
Novým obdobím vo vývoji výpočtovej techniky bolo používanie vákuových trubíc. Vynašiel ich Fleming v roku 1904, boli neustále zdokonaľované a v 40. rokoch bolo možné ich použiť v počítačoch.
S vynálezom prvých počítačov sa objavil aj koncept generácie počítačov. Akákoľvek klasifikácia je podmienená, ale väčšina odborníkov sa zhodla, že generácie by sa mali rozlišovať na základe elementárnej základne, na ktorej sú stroje postavené. Prvú generáciu teda predstavujú elektrónkové stroje.
Elektronické lampy
4.Počítač druhej generácie .
Základom strojov tejto generácie boli polovodičové súčiastky. Stroje boli určené na riešenie rôznych pracovne náročných vedeckých a technických problémov, ako aj na riadenie technologických procesov vo výrobe.
Vzhľad polovodičových prvkov v elektronických obvodoch výrazne zvýšil kapacitu pamäte RAM, spoľahlivosť a rýchlosť počítačov. Znížená veľkosť, hmotnosť a spotreba energie. S nástupom strojov druhej generácie sa rozsah využitia elektronickej výpočtovej techniky výrazne rozšíril najmä vďaka vývoju softvéru.
5.Počítač tretej generácie
Prioritu vo vynáleze integrovaných obvodov, ktoré sa stali elementárnou základňou počítačov tretej generácie, majú americkí vedci D. Kilby a R. Noyce, ktorí tento objav urobili nezávisle od seba. Masová výroba integrovaných obvodov sa začala v roku 1962 a v roku 1964 začal rýchlo prebiehať prechod od diskrétnych prvkov k integrovaným. ENIAC uvedený vyššie, veľkosť 9´ 15 metrov v roku 1971 bolo možné zostaviť na tanier s veľkosťou 1,5 cm2. Začala sa transformácia elektroniky na mikroelektroniku. Napriek pokroku v integrovanej technológii a nástupu minipočítačov v 60. rokoch naďalej dominovali veľké stroje. Postupne z nej tak vyrástla tretia generácia počítačov, pochádzajúca z druhej, stroje boli určené na široké využitie v rôznych oblastiach vedy a techniky (výpočty, riadenie výroby, presúvanie predmetov a pod.). Vďaka integrovaným obvodom bolo možné výrazne zlepšiť technické a prevádzkové vlastnosti počítačov. Napríklad stroje tretej generácie majú viac pamäte RAM ako stroje druhej generácie, rýchlejší výkon, lepšiu spoľahlivosť a zníženú spotrebu energie, pôdorys a hmotnosť.
6.Počítač štvrtej generácie
Začiatok 70. rokov znamená prechod na štvrtú generáciu počítačov - na veľmi veľkých integrovaných obvodoch (VLSI). Ďalším znakom novej generácie počítačov sú prudké zmeny v architektúre.
Technológia štvrtej generácie dala vzniknúť kvalitatívne novému prvku počítača - mikroprocesoru. V roku 1971 prišli s nápadom obmedziť možnosti procesora tým, že doňho vložia malý súbor operácií, ktorých mikroprogramy musia byť vopred zadané do pamäte určenej len na čítanie. Odhady ukázali, že 16 kb pamäť len na čítanie by eliminovala 100 200 konvenčných integrovaných obvodov. Takto sa objavila myšlienka mikroprocesora, ktorý je možné implementovať aj na jedinom čipe a program je možné navždy zapísať do jeho pamäte. V tom čase v bežnom mikroprocesore úroveň integrácie zodpovedala hustote asi 500 tranzistorov na štvorcový milimeter pri dosahovaní veľmi dobrej spoľahlivosti.
6.1. Osobné počítače
Hoci osobné počítače patria medzi počítače 4. generácie, možnosť ich širokého rozšírenia by napriek výdobytkom technológie VLSI zostala veľmi malá.
V roku 1970 sa urobil dôležitý krok na ceste k osobnému počítaču – Marshian Edward Hoff z Intelu navrhol integrovaný obvod, funkčne podobný centrálnej procesorovej jednotke veľkého počítača. Takto sa zrodil prvý mikroprocesor.ja nt el 4004 , ktorý bol uvedený do predaja v roku 1971. Bol to skutočný prelom, pretože mikroprocesor Intel 4004 s veľkosťou necelé 3 cm bol produktívnejší ako obrie stroje 1. generácie.
V roku 1972 sa objavil 8-bitový mikroprocesorIntel 8008 . Veľkosť jeho registrov zodpovedala štandardnej jednotke digitálnej informácie – bajtu. CPUIntel8008 bol jednoduchý vývojIntel 4004.
No v roku 1974 vznikol oveľa zaujímavejší mikroprocesor.Intel 8080 . Od samého začiatku vývoja bol stanovený ako 8-bitový čip. Mal širšiu sadu mikroinštrukcií (sada mikroinštrukcií 8008 bola rozšírená). Bol to tiež prvý mikroprocesor, ktorý dokázal deliť čísla. A do konca 70. rokov mikroprocesorIntel8008 sa stal štandardom pre mikropočítačový priemysel.
V súčasnosti sa výpočtová technika a počítače rýchlo rozvíjajú a stávajú sa súčasťou nášho života všade. Rozvíja sa mikroelektronika, laserová elektronika, prostriedky na ukladanie a prenos informácií a softvér. S rozvojom internetu bolo možné vymieňať si informácie medzi počítačmi po celom svete.
K zdvojnásobeniu výkonu PC dochádza každým rokom a toto číslo neustále klesá. Ale aj polovodičové procesory majú výkonnostný limit. Preto sa smerovanie kvantovej elektroniky založené na princípoch kvantovej mechaniky považuje za sľubné. Možno sa z kvantových počítačov čoskoro stanú počítače piatej generácie.
Moderný počítač.
Záver
Vo svojom prejave som sa pokúsil povedať o histórii vývoja výpočtovej techniky.
V prvej časti práce bola vykonaná podrobná analýza, že výpočtová technika sa objavila pomerne dávno, pretože potreba rôznych druhov výpočtov a výpočtov existovala už v najskorších štádiách vývoja civilizácie.
A matematická veda, jedna z najdôležitejších úloh, ktorou bolo vypracovanie presných pravidiel pre tieto výpočty, je právom jednou z najstarších vied. Rôzne zariadenia, ktoré uľahčujú a urýchľujú proces výpočtov, boli vynájdené človekom vo veľmi vzdialených časoch. História vzniku účtov sa teda stráca v hmle času, mnohé národy používali zariadenia podobného významu.
Druhá časť hovorila o prudkom rozvoji výpočtovej techniky, jednou z nich bol počítačENIAC.
A tretia časť hovorí o vzniku prvých PC, minipočítačov od 80. rokov.
Táto teoretická práca z informatiky si zasluhuje pozornosť na podrobné štúdium pre žiakov 5.-6.-7.ročníka všeobecnovzdelávacích škôl v rámci štúdia predmetu informatika.
Okrem toho možno túto prácu o histórii vývoja výpočtovej techniky v celosvetovom meradle odporučiť pre široký okruh, pre tých, ktorí ako prví začínajú študovať pre obsluhu výpočtovej techniky v práci a bežnom živote.
Bibliografia
M. Hook „HardvérIBMPC" St. Petersburg. 1997
Zhigaev A. N. Základy počítačovej gramotnosti -L. Strojárstvo. 1987 - 255 s.
Bogatyrev R.V. Na úsvite počítačov. // Svet PC. 2004. - č.4
Vyobrazený V. S. . Z histórie počítačov.// PC World. 2005. - č.1
Shafrin Yu.Učebnica Základy výpočtovej techniky pre 7. - 11. ročník predmetu "Informatika a počítačové inžinierstvo". - Moskva.:ABF 1996
Účel, hypotéza, relevantnosť, úlohy fázy skúmanej témy - s.
Úvod - strana 3;
História vývoja výpočtovej techniky - str.4;
Elektromechanické počítače - strana 7;
Počítače prvej generácie - s. 9;Počítače druhej generácie - strana 10;
Počítače tretej generácie - strana 10;
Počítače štvrtej generácie - strana 11;
Osobné počítače - strana 11;
Záver - strana 13;
Referencie - strana 15.
Načítava...