Руки – первый инструмент для счета

1000 г. до н.э. - Абак Разновидности: - греческий (египетский) в виде дощечки, на которой проводили линии и в полученные колонки клали камешки; - китайский суан-пан и японский соробан с шариками, нанизанными на прутики; - русский абак - счеты, появились в XVI или XVII в. Они использовали десятичную, а не пятеричную систему счисления. Создание позиционной системы счисления

Абак и счеты Абак (V-IV век до н.э.) Китайские счеты суан-пан Японские счеты соробан Русские счеты

1623 г. - первая механическая вычислительная машина. Разработана немецким ученым Вильгельмом Шиккардом. 6- разрядная. Арифмометры – механические устройства для вычислений

1645 г - Блез Паскаль построил суммирующую машину (8- разрядную). Машина представляла собой комбинацию взаимосвязанных колесиков и проводов. На колесиках были нанесены цифры от 0 до 9. Машина Паскаля могла вычитать, складывать, умножать и делить путем многократного сложения (вычитания) Паскалина, 1642 г.

В XVII в. немецкий ученый Готфрид Лейбниц развив идею Паскаля, создал механический арифмометр, на котором можно было выполнять все четыре арифметические операции с многозначными числами. Позднее арифмометр многократно совершенствовался, в том числе и русскими изобретателями П.Л.Чебышевым и В.Т.Однером Ступенчатый вычислитель Лейбница, 1673

Эволюция арифмометров Ступенчатый вычислитель Лейбница, 1673 Арифмометры, середина XX в. Паскалина, 1642 г.

Автором первого проекта вычислительного автомата был профессор Кембриджского университета Чарльз Беббидж. В период от г. он работал над созданием программно-управляемой «Аналитической машины». Основные идеи, заложенные в проекте, были использованы конструкторами ЭВМ. Компоненты: - СКЛАД (память), где хранятся исходные числа и промежуточные результаты; - МЕЛЬНИЦА (арифметическое устройство), в которой осуществляются операции над числами, взятыми из склада; - КОНТОРА (устройство управления), производящая управление последовательностью операций над числами соответственно заданной программе; - БЛОК ВВОДА исходных данных; - БЛОК ПЕЧАТИ РЕЗУЛЬТАТОВ.

Для программного управления аналитической машиной использовались перфокарты - картонные карточки с пробитыми в них отверстиями (перфорацией). Перфокарты изобретены в начале XIX века во Франции Жозефом М.Жаккардом для управления автоматического ткацкого станка. Первую программу для машины Бэббиджа в 1846 году написала Ада Лавлейс - дочь великого английского поэта Джорджа Байрона.

В 1888 г Герман Холлерит в Америке изобрел счетно- перфорационные машины, использующие электрические реле. В 1890 изобретение было использовано в 11-й американской переписи населения. Эта машина, названная табулятором, имела в своем составе реле, счетчики, сортировочный ящик. Данные на каждого человека наносились на перфокарты, почти не отличающиеся от современных, в виде пробивок. При прохождении перфокарты через машину данные, отмеченные дырочками, снимались путем прощупывания системой игл. Успех был феноменальным. То, чем занимались 500 сотрудников в течение 7 лет, Холлерит сделал на 43 вычислительных машинах за 4 недели. В 1898 г. Герман Холлерит основал фирму по массовому выпуску машин, которую впоследствии возглавил Томас Дж. Уатсон - «International Business Corporation (IBM)

Непосредственными предшественниками ЭВМ были релейные вычислительные машины. К 30-м годам XX века получила большое развитие релейная автоматика. Электромеханическое реле - это двухпозиционный переключатель, который имеет два состояния:включено-выключено. Эти свойства позволяют использовать реле для кодирования информации в двоичном виде. В процессе работы релейной машины происходят переключения тысяч таких реле из одного состояния в другое 1 0

Релейная машина Марк-2, изготовленная в 1947 году, содержала около реле. Одной из самых совершенных релейных машин бала машина советского конструктора Н.И.Бессоновав -РВМ-1. Она была построена в 1956 году и проработала 10 лет. Поскольку реле - механическое устройство то его задержка при переключении достаточно велика, что сильно ограничивало быстродействие таких машин. Скорость РВМ-1 составляла 50 сложений или 20 умножений в секунду. Это предел скорости для таких машин

1942 г. - Электронная лампа. Первая электронно- вычислительная машина бала разработана Д. Атанасовым и К. Берри, и на ее базе в 1946 г. под руководством Дж.Эккерта и Дж.Маушли бал построен ENIAC (Еlectronic Numeral Integrator and Calculator) по заказу военного ведомства США. Вес -30 тонн, 170 кв.метров площади, содержала электронных ламп вместо сто тысяч механических деталей. Считала в двоичной системе счисления и производила 5000 операций сложения или 300 умножения в секунду. Ввод данных через перфорированные карты.Программировался с помощью штекерное- коммуникационного способа, т.е. программа строилась путем соединения проводниками отдельных блоков машины на коммуникационной доске.

Архитектура ЭВМ, предложенная американским ученым Джоном фон Нейманом в 1946 году. Основные принципы: - состав устройств однопроцессорной ЭВМ; - использование двоичной системы счисления в машинной арифметике; - адресуемость памяти ЭВМ; - хранение данных и программ в общей памяти ЭВМ; - состав команд процессора (команды передачи данных, арифметические операции, логические операции, команды управления). Принципы архитектуры Неймана во многом сохраняются в современных ЭВМ. Устройства ввода Устройства вывода Внутренняя память Внешняя память процессор Схема устройств однопроцессорной ЭВМ

Для замены часто выходящих из строя электронных ламп в 1948 году американцы Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Ульям Шокли изобрели стабильные переключающие элементы - транзисторы. Выполняли те же функции, что и лампы, но занимали меньший объем, потребляли меньше электроэнергии, более надежны.

В Советском Союзе первая ЭВМ была создана в 1959 году в Институте математики АН УССР (Киев) под руководством академиков С.А.Лебедева и М.А.Лаврентьева. Название МЭСМ - малая электронная счетная машина. Параметры: - быстродействие - 60 операций в секунду; - ОЗУ - 31 число и 63 команды; - команды трехадресные; - представление чисел 16 двоичных разрядов; - рабочая частота - 5 к Гц; - ЗУ на магнитном барабане (5000 слов).

Джон Маушли и Дж. Эккерт основали компанию, которая приступила к разработке компьютеров с хранимой программой. В 1951 году они создали машину UNIVAC(Universal Automatic Computer). Было создано много моделей, могли обрабатывать как цифровую, так и символьную информацию. UNIVAC стал первым серийным компьютером

В годах создаются модели семейства БЭСМ (большая электронная счетная машина) Элементная база: электронные лампы (4 000), в последствии полупроводники. Средняя скорость счете 10 тыс. - 1 млн. операций в секунду Применение в режиме разделения времени и мультипрограммирования

В годах в СССР был создан ряд программно и аппаратно-совместимых моделей на полупроводниковых элементах (транзисторах) «Урал-11», «Урал - 14, 16»

Фирмы Fairchild и Texas Instruments независимо представили в 1959 году интегральные схемы (чипы), которые базировались на кремниевой технологии, преобладающей и сегодня. Все электронные компоненты (транзисторы, сопротивления, и конденсаторы) вместе с соединительными проводниками помещались внутри кремневой пластинки - чипа, монтировались на тонких платах, соединялись печатными проводниками. Сократились пути прохождения тока при переключениях, поэтому повышалась скорость вычислений. Уменьшались габариты машины.

В 1972 году разработка ЕС ЭВМ - единая система вычислительных машин (ЕС-1020). Ядро ЕС составляли 7 процессоров, скорость от нескольких тыс. до 2 млн. операций в секунду.

В 1970 г. были созданы миникомпьютеры, с небольшими габаритами и менее мощные, чем большие компьютеры. В начале 1975 г. появился первый коммерческий компьютер «Альтаир -8800» (фирма MITS) на основе процессора Intel Он имел 256 байт ОП, управлялся при помощи панели переключателей. Для ввода и вывода данных использовался дисковод 8-дюймовых гибких дисков. В конце 1975 г. Пол Аллен и Билл Гейс (будущие основатели Microsoft) создали для компьютера интерпретатор языка Basic, что позволило пользователям достаточно просто общаться с компьютером и писать для него программы

В 1976 году 21- летний Стивен П.Джобс и 26- летний Стефан Г. Возняк основали в гараже в Пало Альто (Калифорния) предприятие Apple Computer. Возняку после 6 месяцев разработки и 40 часов монтажа Удалось собрать действующую плату Apple 1. В отличие от современных РС, этой плате недоставало хорошего оформления: она помещалась в деревянном корпусе, не имела клавиатуры, ни экрана, тем не менее был собран действующий процессор, ОП - 8 Кбайт, и был предусмотрен вывод на экран.

С 1977 года Apple Computer Company стала акционерным обществом. В том же году Возняк и Джобс разработали первый комплексный РС: он был помещен в пластиковый корпус, имел интегрированную клавиатуру, в качестве дисплея - телевизор. Одним из популярным ПК - Apple II, обладал открытой архитектурой, которая подразумевает модульную конструкцию. Это означало, что третьи фирмы могли разрабатывать и поставлять Для ПК любые компоненты - мониторы, печатающие устройства. В 1981 году наряду с Apple, Commodore, Atari на рынке появились первые переносные бизнес-компьютеры фирмы Osborne.Другая фирма IBM выпустила первый микрокомпьютер IBM PC (IBM Personal Computer). 16-ти разрядный микропроцессор i8088, монохромный текстовой дисплей, 2-а 5-дюймовых дисковода на 160 Кбайт, ОП-64 Кбайта. IBM PC был ориентирован для бизнеса.

IBM решил использовать собственную операционную систему и поручил фирме программного обеспечения Microsoft ее разработать. Она стала продаваться вместе с IBM PC как PC DOS. Билл Гейтс, владелец компании Microsoft, основал свою фирму уже в 14 лет, в 19 лет прервал учебу в университете, чтобы стать бизнесменом, и спустя 5 лет обладал мировой монополией на операционную систему MS DOS. Сегодня Гейтс является одним из богатейших людей Америки