История создания компьютеров разных поколений

Первые компьютеры появились после Второй мировой войны, когда открытия математиков и других ученых позволили воплотить в жизнь новый способ считывания информации. И хотя сегодня эти машины кажутся диковинными артефактами, именно они стали прародителями современных, привычных обывателю ПК.

Манчестерский «Марк I» и EDSAC

Первым компьютером в современном понимании этого слова стало устройство «Марк I», созданное в 1949 году. Его уникальность заключалась в том, что он был полностью электронным, а в его оперативной памяти хранилась программа. Это достижение британских специалистов было большим рывком вперед в многовековой истории развития вычислительных машин. Манчестерский «Марк I» включал в себя трубки Уильямса и магнитные барабаны, которые и служили хранилищем для информации.

Сегодня, спустя много лет, история создания первого компьютера вызывает дискуссии. Спорным остается вопрос о том, какую именно машину можно назвать первым компьютером. Манчестерский «Марк I» остается самой популярной версией, хотя есть и другие претенденты. Один из них – EDSAC. Без этой машины история возникновения компьютера как изобретения была бы совершенно другой. Если «Марк» появился в Манчестере, то EDSAC создавался силами ученых из Кембриджского университета. Этот компьютер был введен в эксплуатацию в мае 1949 года. Тогда на нем была выполнена первая программа, которая возвела в квадрат числа от 0 до 99.

Z4

Манчестерский «Марк I» и EDSAC предназначались для конкретных программ. Следующим шагом в эволюции вычислительных машин стал Z4. Не в последнюю очередь устройство отличала драматичная история создания. Компьютер был создан немецким инженером Конрадом Цузе. Работа над проектом началась на завершающем этапе Второй мировой войны. Это обстоятельство сильно затормозило данную разработку. Лаборатория Цузе была уничтожена во время налета авиации противника. Вместе с ней было утеряно все оборудование и предварительные результаты длительной работы.

Тем не менее талантливый инженер не сдался. Изготовление было продолжено уже после наступления мира. В 1950 году проект наконец был завершен. Долгой и тернистой оказалась история его создания. Компьютер тут же заинтересовал Швейцарскую высшую техническую школу. Она выкупила машину. Z4 заинтересовал специалистов неспроста. Компьютер обладал универсальным программированием, то есть был первым многофункциональным устройством подобного типа.

Появление советских электронно-вычислительных машин

В том же 1950 году история создания компьютеров в СССР ознаменовалась не менее важным событием. В Киевском институте электротехники была создана МЭСМ – малая электронная счетная машина. Над проектом трудилась группа советских ученых, которой руководил академик Сергей Лебедев.

Устройство этой машины включало в себя шесть тысяч электрических ламп. Большая мощность позволяла браться за задачи, которые прежде были невиданными для советской техники. За секунду приспособление могло выполнять около трех тысяч операций.

Коммерческие модели

На первом этапе развития компьютеров их разработкой занимались специалисты из университетов или других государственных структур. В 1951 году появилась модель LEO I, созданная благодаря вложениям британской частной компании Lyons and Company, владевшей ресторанами и магазинами. С появлением этого устройства история создания компьютеров достигла очередного важного рубежа. LEO I первым использовался для обработки коммерческих данных. Его конструкция была схожа с конструкцией идейного предшественника EDSAC.

Первым американским коммерческим компьютером стал UNIVAC I. Он появился в том же 1951 году. Всего было продано сорок шесть таких моделей, стоимость каждой из которых составляла миллион долларов. Одна из них использовалась при переписи населения в США. Устройство состояло более чем из пяти тысяч электровакуумных ламп. В качестве носителя информации использовались линии задержки из ртути. На одной из них могло храниться до тысячи слов. При разработке UNIVAC I было решено отказаться от перфокарт и перейти на металлизированную магнитную ленту. С ее помощью устройство могло подключаться к коммерческим системам хранения данных.

«Стрела»

Тем временем у советских электронных вычислительных машин была своя история создания. Компьютер «Стрела», появившийся в 1953 году, стал первым подобным серийным устройством в СССР. Новинка выпускалась на базе Московского завода счетно-аналитических машин. За три года производства было изготовлено восемь образцов. Эти уникальные машины были установлены в Академии наук, МГУ и конструкторских бюро, расположенных в закрытых городах.

«Стрела» могла совершать 2-3 тысячи операций в секунду. Для отечественной техники это были рекордные цифры. Данные хранились на магнитной ленте, которая вмещала до 200 тысяч слов. Разработчики устройства были удостоены Сталинской премии. Главный конструктор Юрий Базилевский также стал Героем Социалистического Труда.

Второе поколение ЭВМ

Еще в 1947 году были изобретены транзисторы. В конце 50-х гг. они пришли на смену энергозатратным и хрупким лампам. С появлением транзисторов у вычислительных машина началась новая история создания. Компьютеры, получившие эти новые детали, позже были признаны моделями второго поколения. Главное новшество заключалось в том, что печатные платы и транзисторы позволили значительно уменьшить размеры компьютеров, отчего те стали гораздо практичнее и удобнее.

Если раньше ЭВМ занимали собой целые комнаты, то теперь они уменьшились до пропорций офисных столов. Такой к примеру, была модель IBM 650. Но даже транзисторы не разрешили еще одной важной проблемы. Компьютеры по-прежнему были крайне дорогими, из-за чего они производились только на заказ для университетов, крупных корпораций или правительств.

Дальнейшая эволюция компьютеров

В 1959 году были изобретены интегральные схемы. Они положили начало третьему поколению компьютеров. 1960-е гг. стали переломными для ЭВМ. Их производство и продажа увеличились в разы. Благодаря новым деталям устройства стали дешевле и доступнее, хотя они по-прежнему не были персональными. В основном эти ЭВМ покупались компаниями.

В 1971 году разработчики Intel выпустили на рынок первый в истории микропроцессор Intel 4004. На его основе появились компьютеры четвертого поколения. Микропроцессы разрешали несколько важных проблем, до того скрывавшихся в устройстве любой ЭВМ. Одна такая деталь выполняла все логические и арифметические операции, которые были записаны с помощью машинного кода. До этого открытия данная функция лежала на множестве мелких элементов. Появление единственной универсальной детали стало предвестием разработки небольших домашних компьютеров.

Персональные компьютеры

В 1977 году компания Apple, основанная Стивом Джобсом, представила миру модель Apple II. Ее принципиальное отличие от любых других предыдущих компьютеров заключалось в том, что устройство молодой калифорнийской компании предназначалось для продажи обычным гражданам. Это был прорыв, который еще совсем недавно казался просто неслыханным. Так началась история создания персональных компьютеров поколения ЭВМ. Новинка пользовалась спросом вплоть до 90-х гг. За этот период было продано около семи миллионов устройств, что было абсолютным рекордом того времени.

Последующие модели Apple получили уникальный графический интерфейс, привычную современным пользователям клавиатуру и многие другие новшества. Все тот же Стив Джобс чуть сделал популярной компьютерную мышь. В 1984 году он презентовал свою самую успешную модель Macintosh, положившую начало целой линейке, существующей и сегодня. Многие открытия инженеров и разработчиков Apple стали базой для сегодняшних персональных компьютеров, созданных в том числе и другими производителями.

Отечественные разработки

Из-за того что все революционные открытия, связанные с ЭВМ, происходили на Западе, история создания компьютеров в России и СССР оставалась в тени иностранных успехов. Связано это было еще и с тем, что разработка подобных машин контролировалась государством, в то время как в Европе и США инициатива постепенно перешла в руки частных компаний.

В 1964 году появились первые советские полупроводниковые ЭВМ «Снег» и «Весна». В 1970-е гг. в оборонной промышленности стали использоваться компьютеры «Эльбрус». Они применялись в системе противоракетной обороны и ядерных центрах.

Этапы развития компьютера.

Первое поколение — компьютеры на электронных лампах (1946 — 1956г.). За точку отсчета эры ЭВМ обычно принимают 15 февраля 1946 года, когда ученые Пенсильванского университета США ввели в строй первый в мире электронный компьютер ЭНИАК. В нем использовалось 18 тысяч электронных ламп. Машина занимала площадь 135 м3, весила 30 тонн и потребляла 150 кВт электроэнергии. Она использовалась для решения задач, связанных с созданием атомной бомбы. И хотя механические и электромеханические машины появились значительно раньше, все дальнейшие успехи ЭВМ связаны именно с электронными компьютерами. В СССР в 1952 году академиком С.А. Лебедевым была создана самая быстродействующая в Европе ЭВМ БЭСМ. Быстродействие первых машин было несколько тысяч операций в секунду.

Второе поколение — компьютеры на транзисторах (1956 — 1964 г.). Полупроводниковый прибор — транзистор был изобретен в США в 1948 году Шокли и Бардиным. Компьютеры на транзисторах резко уменьшили габариты, массу, потребляемую мощность, повысили быстродействие и надежность. Типичная отечественная машина (серий «Минск», «Урал») содержала около 25 тысяч транзисторов. Лучшая наша ЭВМ БЭСМ-6 имела быстродействие 1 млн. оп/с.

Третье поколение — компьютеры на микросхемах с малой степенью интеграции (1964 — 1971г.). Микросхема была изобретена в 1958 году Дж. Килби в США. Микросхемы позволили повысить быстродействие и надежность ЭВМ, снизить габариты, массу и потребляемую мощность. Первая ЭВМ на микросхемах IBM-360 была выпущена в США в 1965 году, как и первая мини-ЭВМ PDP-8 размером с холодильник. В СССР большие ЭВМ третьего поколения серии ЕС (ЕС-1022-ЕС-1060) выпускались вместе со странами СЭВ с 1972 года. Это были аналоги американских ЭВМ IBM-360, IBM-370.

Четвертое поколение — компьютеры на микропроцессорах (1971 — настоящее время). Микропроцессор — это арифметическое и логическое устройство, выполненное чаще всего в виде одной микросхемы с большой степенью интеграции. Применение микропроцессоров привело к резкому снижению габаритов, массы и потребляемой мощности ЭВМ, повысило их быстродействие и надежность. Первый микропроцессор Intel-4004 был выпущен в США фирмой Intel в 1971 году. Его разрядность была 4 бита. В 1973г. был выпущен 8-битовый Intel-8008, а в 1974 г. Intel-8080. В 1975 г. появился первый в мире персональный компьютер Альтаир-8800, построенный на базе Intel-8080. Началась эра персональных ЭВМ.

В 1976 г. появился персональный компьютер Apple на базе микропроцессора фирмы Motorola, который имел большой коммерческий успех. Он положил начало компьютерам серии Макинтош. Первый компьютер фирмы IBM с названием IBM PC появился в 1981 году. Он был сделан на базе 16-битового микропроцессора Intel-8088 и имел ОЗУ 1 Мб (у всех других машин было тогда ОЗУ 64 Кб). Фактически он стал стандартом персонального компьютера. Сейчас IBM-совместимые компьютеры составляют 90% всех производимых в мире персональных компьютеров. В 1983г. на базе Intel-8088 был выпущен компьютер IBM PC/ХT, имеющий жесткий диск. В 1982г. был сделан 16-битовый процессор Intel-80286, который был использован фирмой IBM в 1984г. в компьютере серии IBM PC/AT. Его быстродействие было в 3 — 4 раза выше, чем у IBM PC/ХT. В 1985г. фирма Intel разработала 32-битовый процессор Intel-80386.

Он содержал примерно 275 тысяч транзисторов и мог работать с 4 Гб дисковой памяти. Для процессоров Intel-80286 и Intel-80386 появились математические сопроцессоры соответственно Intel-80287 и Intel-80387, которые повышали быстродействие компьютеров при математических расчетах и при работе с плавающей запятой. Процессоры 80486 (1989г.), Pentium (1993г.), Pentium-Pro (1995г.), Pentium-2 (1997г.) и Pentium-3 (1999г.) уже имеют встроенный математический сопроцессор. На базе процессоров Pentium собраны многие современные персональные компьютеры.

Пятое поколение (перспективное) — это ЭВМ, использующие новые технологии и новую элементную базу, например сверхбольшие интегральные схемы, оптические и магнито-оптические элементы, работающие посредством обычного разговорного языка, оснащенные огромными базами данных. Предполагается также использовать элементы искусственного интеллекта и распознавание зрительных и звуковых образов. Такие проекты разрабатываются в ведущих промышленно развитых странах.

Первый в мире компьютер

Можете представить современный мир без компьютеров? Я — нет, ведь каждый наш шаг связан с компьютерами. Эта история началась еще в далекие 40-е годы, когда мир только начал узнавать о создании первых «ЭВМ» (электронно-вычислительных машин).

История создания первого в мире компьютера

В 1942 году проект Джона Маучли дал толчок для создания первого компьютера, хотя на сам проект, вначале внимания не обратили. Однажды им заинтересовалась одна из лабораторий армии США, и уже в 1943-м были сделаны первые шаги по созданию машины, под названием «ENIAC». Денег на создание дал Пентагон  (которому  нужно было создать новые пушки), и  ушло их  чуть меньше 500 000 $.

 Кстати, ENIAC в плане электричества получился очень прожорливым, когда его включали — огни близлежащего города каждый раз тускнели. ENIAC (Electronical Numerical Integrator and Calculator) — это по-настоящему первый компьютер, который можно было программировать.

Технические характеристики первого компьютера:

1. Вес достигал 27 тонн;
2. Мощность — 174 кВт — столько примерно расходует огромный торговый центр в выходной день;
3. Содержал 18 000 электронных ламп, ведь транзисторов и процессоров в то время не было;
4. Память — 4 килобайта;
5. Размер он имел впечатляющий — занимал 135 кв.м.
6. Выполнял до 5000 действий в секунду.

Самое удивительное — это километры проводов, которыми был обвит компьютер.  Он программировался как телефонный коммуникатор, обслуживаемый телефонистками.

А о клавиатуре и мониторе речи вообще не было. К сожалению в то время люди не делали различий между «софтом» и «железом». Сама машина была похожа на длинный ряд из 42 металлических шкафов, доверху набитых огромным количеством лампочек, которые создавали эффект сауны в помещении. Из-за того, что охлаждение было плохим, в компьютере случались сбои. Скорее всего из-за ламп.  Система использовалась не двоичная, а десятеричная, что по тем временам было привычнее. Что касается программирования, то оно осуществлялось вручную, путем перестановки операторами около 6000 переключателей и последующим переключением кабелей. После каждой выполненной программы компьютер приходилось перевключать заново, из-за того, что он не имел жесткого диска.

Позже, его начали использовать не только для  анализа космических излучений, но и для создания водородной бомбы. Пока создавали компьютер война закончилась, но исследования не прекратили и в 1945 году провели первое официальное испытание, которое он выдержал. При этом было обработано около 1 000 000 перфокарт компании IBM. Не смотря на огромные размеры и вес компьютер проработал около 10 лет.

Через 5 лет был придуман транзистор, который положил начало уменьшению размеров компьютеров.

 Где и когда продали первый персональный компьютер?

Концепция персонального компьютера мало изменилась в течении следующих двух десятилетий. Внедрение микропроцессора ускорило процесс создания компьютера.  Компания IBM еще в 1974 году пыталась создать свой первый компьютер, но попытка не удалась и продажи были очень низкими.  IBM5100  — имел кассеты в качестве носителей информации, довольно маленький вес и серьезную стоимость в 10 000 $.

Также он уже мог самостоятельно  исполнять программы, написанные на таких языках программирования, как BASIC и APL (его создали в IBM). Монитор отображал 16 линий по 64 знака, память около 64 Кб,  причем эти кассеты были похожи на аудио стерео-кассеты. Но продажи так и не пошли, потому, что не было предусмотрено нормального интерфейса и цена была завышенной.

А вы задавались вопросом — какими будут компьютеры через 10 лет?

Недавно компания IBM представила свой новый мега-компьютер «Roadrunner». Его мощность 1 000 000 000 000 (1 квадриллион) операций. Создан он для министерства энергетики США,  и состоит из 6480  2-х ядерных процессоров,  и 12 960 процессоров от IBM, которые называются Cell 8i. В него входит  278 огромных шкафов, 88 километров кабелей, вес — 226 тонн, занимает площадь в 1100 м², потребляемая мощность 3,9 МВт, а стоимость составила 133 000 000$.

Как видно из вышеперечисленного (детальнее с «Roadrunner» можете ознакомиться тут) — размеры компьютеров с тех пор особенно не изменились 🙂

 

История изобретения и развития компьютера

Представьте только тот факт, что примерно 50-60 лет тому назад компьютеров, без которых на данный момент мы не представляем свою жизнь, работу, общение, покупки, денежные переводы и много другого вообще не было и в помине. Безусловно, сейчас в нашем современном мире именно компьютеры, а не люди управляют разнообразными технологическими процессами, благодаря чему контролируются атомные электростанции, запускаются космические корабли и разнообразная бытовая техника. Но при этом мало кто знает, какова история компьютера, какими были первые компьютеры, а также когда и кем они были созданы.

Стоит отметить, что компьютер – это машина, изначально задуманная для вычислений, ведь человек всегда хотел облегчить свой труд как умственный, так и физический. Так, некоторые исторические факты говорят о том, что первая компьютерная машина была создана ещё в 1645 году французом Б. Паскалем, на тот момент она называлась Паскалево колесо. Благодаря данному изобретению можно было выполнять арифметические задачи, не прикладывая при этом человеческую помощь. Следует отметить, что Паскаль создал данную машину после достаточно длительных наблюдений за своим отцом, который являлся сборщиком налогов и проводил долгие бессонные ночи за утомительными и монотонными расчетами.

Спустя 28 лет в 1673 году математик из Германии Г. Лейбниц спроектировал машину для вычислений, которая без помощи человека могла складывать, вычитать, делить и умножать различные числа. На заре 19-го столетия начался массовый выпуск таких арифмометров. Они надолго вошли в жизнь людей, облегчая им вычисления с применением различных сложных чисел.В 1943 году был создан профессором из Великобритании Максом Ньюменом первый электронный программируемый компьютер, который назывался «Коллос». Цель данной машины заключалась в расшифровке кодов немецкой машины для шифрования «Энигма». Кстати информация о данной машине была засекречена до конца двадцатого столетия.

Примерно в это же время, в период с 1943 по 1945 годы в США, шла работа над созданием первого в истории человечества компьютера в современном понимании этого слова. Его назвали «Eniac» и представили широкой публике в феврале 1946 года, его создатели – ученые Д. Мочли и Д.П. Экерт. Такой компьютер имел просто огромные размеры, располагался в целой комнате, весил около 28 тонн и потреблял 140 кВт электрической энергии. Эта ЭВМ стала машиной 1-го поколения. После их появления развитие и совершенствование ЭВМ стало происходить гигантскими темпами.Уже в конце 1950-х годов появились ЭВМ 2-о поколения. В их работе стали применяться транзисторы, что позволило ощутимо уменьшить размеры компьютеров. Теперь они стали размером с холодильник. Также было снижено их энергопотребление.

Своим появлением ЭВМ 3-го поколения обязаны созданию интегральных микросхем. Это произошло в 60-х годах прошлого века. Впереди планеты всей в производстве таких ЭВМ оказалась американская фирма IBM, которая в 1964 году выпустила ЭВМ IBM-360. Компьютерные программы, написанные для конкретной IBM, с легкостью использовались на любой ЭВМ производства IBM.Ученые продолжали постоянно улучшать интегральные схемы. Это привело к созданию микропроцессора. Именно создание микропроцессора стало основной причиной появления ЭВМ 4-го поколения. Компьютеры значительно уменьшились в размерах, стали более дешево стоить, также повысилась их надежность. Начался выпуск персональных компьютеров. Они развивались также поэтапно: в начале появились 8-ми, позже 16-ти и после 32-х разрядные ЭВМ. В работе современных компьютеров используется 64-х разрядная версия архитектуры процессора. С появлением и массовым распространением персональных компьютеров, спрос и необходимость в громоздких ЭВМ отпал.В 1980-х годах области использования ЭВМ по причине скорости и объема обрабатываемой информации значительно расширились. Возникла необходимость в проектировании ЭВМ 5-го поколения. Такие компьютеры должны уметь сохранять большие объемы информации, быть интеллектуальной машиной с функцией анализа данных и выдачей оптимальных решений, уметь общаться с человеком, воспринимая и обрабатывая различную информацию в виде текста или графики. Для создания таких компьютеров необходимы процессоры с совершенно иным принципом работы. Компьютеров пятого поколения в настоящее время еще не создано.