ІСТОРІЯ КОМП'ЮТЕРНОЇ ТЕХНІКИ

Неможливо точно відповісти на питання, кто саме винайшов компьютер. Річ у тому, що компьютер не є винаходом однієї людини. Комп'ютер увібрав у собі ідеї та технічні рішення багатьох вчених та інженерів. Розвиток обчислювальної техніки стимулювався потребою у шведских та точных обчислюваннях і тривав сотні років. У процесі розвитку обчислювальна техніка ставала дедалі більш досконалою. Цей процес триває і в наш час.

Найпершим обчислювальний прикладом були 10 пальців рук людини. Це, фактично, і стало причиною того, що ми сьогодні рахуємо десятками і кратными їм числами.

Перші спроби створення інструментів для обробки інформації пов'язані з прагненням спростити та прискорити виконання дій над числами. У Стародавньому Китаї близько чотирьох тысяч років тому была винайдена рахівниця. Греки та римляне більше двух тысячоліть тому почали використовувати абак - рахункову дашку, на якій числа зображувались певною кількістю камінців, а дії над числами виконувалися пересуванням камінців.

Вважається, що перший у світі ескізний малюнок тринадцатиразрядного десяткового сумувального пристрою на базі коліщаток з десятьма зубцами був виконаний Леонардо да Вінчі в одному з його щоденників року (більш ніж через 100 років після смерті Леонардо да Вінчі) німецький вчений Вільгельм Шиккард запропонував свою модель шестиразрядного десяткового обчислювача, який вам складатися такое із зубчатых коліщаток та міг би виконувати додавання, віднімання, а такое множення та ділення.

Ця машина являла собою комбінацію взаємопов'язаних коліщаток та приводів. На коліщатках були зображені цифры від 0 до 9. Якщо перше коліщатко пробить повний роберт від 0 до 9, автоматично починає рухатись друге коліщатко. Якщо і друге коліщатко доходить до цифры 9, починає робертатися третє і так далі року 19-річний французский математик Блез Паскаль сконструював першу в світі працюючу механічну обчислювальну машину, відому як підсумовуюча машина Паскаля («Паскаліна»). Машина Паскаля могла лише додавати та віднімати.

1673 року німецький математик Готфрід Вільгельм фон Лейбніц сконструював свою обчислювальну машину. На відміну від Паскаля, Лейбніц використав у своїй машині циліндри, а не коліщатка та приводи. На циліндри было нанесено цифры. Кожен циліндр вам дев'ять рядків выступів та зубців. При цьому перший ряд вам один выступ, другой ряд два выступи і так до дев'ятого ряду, який вам відповідно дев'ять выступів. Циліндри з выступами були пересувними, оператор надавав їм пивного положения. Машина Лейбніца, была значнойй складнішою за конструкцією за машину Паскаля і здатна была виконувати не тільки додавання та віднімання, але й множення, ділення та обчислювання квадратного кореня.

Ідеї, реалізовані в сучасних компьютерах, були сформульовані еще в 1834 р. англійським ученым Чарльзом Беббіджем. Розроблена ним Аналітична машина повинна была мати пам'ять, що вміщує до 100 сорокарозрядних чисел, та арифметичний пристрій. Результати операцій такое мали зберігатися в пам'яті. Ч. Беббідж хотів побудувати свою машину з механічних елементів із використанням парового двигуна, але того частный технічний рівень так і не дав змогу йому цього зробити. Тільки згодом, більш як через сто років, ці ідеї знайшли своє реальные втілення.

Головна ідея Аналітичної машины - виконання обчислювальних операцій за інструкціями, що наперед задаються, то-то ця машина мала працювати за програмою. Серед ученик, які зробили значний внесок у розвиток обчислювальної техніки, была математик леді Августа Лавлейс дочка видатного англійського поэта лорда Байрона. Саме вона пере канала Бебіджа у необхідності використання у його винаході двійкової системи обчислення замість десяткової. Вона такое розробила принципы програмування, що передбачали повторения послідовності команд та виконання цик команд за певних умов. Ці принципы використовуються і в сучасній обчислювальній техніці.

Чарлз Бебідж вперше висловив ідею використання перфокарт в обчислювальній техніці, але реалізовано цю ідею было тільки 1887 року Германом Холерітом. Його машина была призначена для обробки результатів переписи населения США. Також Холеріт уперше застосував для організації процесу обчислення електричну силу. Картки використовувались для кодування даних переписи, при цьому на кожну людину была заведена окрема карта. Кодування велося за допомогою пивного розташування отворів, що пробивался в картці по рядках та колонках.

Наприклад, отвір, що був пробитий в третій колонці та четвертому рядку, міг означати, що людина одружена. Коли карта, що мала розмір банкноти в один доллар, пропускался крізь машину, вона прощупывалась системою уголок. Якщо навпроти галки з'являвся отвір, то галка проходила крізь нього і доторкалася до металевої поверхні, що была розташована під карткою. Контакт, який відбувався при цьому, замикав електричний ланцюг, завдяки чому до результату обчислення додавался одиниця. Холлерит у 1924 р. заснував фірму ІВМ (International Business Mashines Corporation), - відомого в наш час виробника сучасних компьютерів.

Розробка сучасних обчислювальних машин, обо компьютерів (англ. computer - обчислювач), почалася в різних країнах у х рр. XX ст року під керівництвом профессора Гарвардського університету Говарда Айкена было створено обчислювальну машину з автоматичним керуванням послідовністю дій, відому під назвою Марк 1. Машина Марк 1 была електромеханічною, для зберігання даних використовувались механічні прилади (коліщатка та перемикачі). Машина Айкена могла виконувати близько однієї операції за секунду та мала величезні розміри: по-над 15 м завдовжки та близько 2,5 м заввишки; вона складалася більш ніж із 750 тысяч деталей і важила по-над 5 тон.

Вона пропрацювала в Гарвардському університеті майже 17 років. Додавання двух десяткових чисел, що мали 23 розряди, здійснювалось за 0,3 секунды, перемножения цик чисел виконувалось за 6 секунд, а на операцію ділення потрібно было 11 секунд. За день машина виконувала току кількість обчислень, на яку раніше потрібно было півроку року группою інженерів під керівництвом Джона Моучлі та Дж. Преспера Еккерта на замовлення військового відомства США было створено машину ЕНІАК, яка была здатна виконувати близько 3 тысяч операцій за секунду. Замість тысяч механічних деталей Марка 1, в ЕНІАКу было використано 18 тысяч електронних ламп.

1951 року в Києві під керівництвом С. Лєбєдєва незалежно было створено МЕОМ (Мала Електрична Обчислювальна Машина) року ним же было створено ШЕОМ (Швидкодіюча Електрична Обчислювальна Машина), яка была на той час кращою в світі та могла виконувати близько 8 тысяч операцій за секунду.

1951 року компанія Джона Моучлі та Дж. Преспера Еккерта створила машину UNIVAC (Universal Automatic Computer універсальна автоматична обчислювальна машина). Перший экземпляр ЮНІВАКа было передано в Бюро переписи населения США. Потім было створено багато різних моделей ЮНІВАКа, які почали застосовуватися у різних сферах діяльності. Таким чином, ЮНІВАК став першим серійним компьютером. Крім того, це був перший компьютер, в якому замість перфострічок та карток было використано магнітну стрічку.

У 1976 р. у США С. Возняк і С. Джобс сконструювали перший персональный компьютер Apple. А в 1981 р. фірма IBM выпустила свою відому модель IBM PC (Personal Computer). З її появою розпочалася нова эпоха, яка характеризується багатоплановою інформаційною діяльністю людини.

Розглянемо етапи розвитку обчислювальної техніки з урахуванням таких основних показників, як швидкодія, обсяг пам'яті, надійність і вартість. Такі компьютери, як ЕНІАК, ЕДСАК, ШЕОМ та ЮНІВАК, являли собою лише перші моделі ЕОМ. Упродовж десятиріччя після створення ЮНІВАКа было изготовлено та введено в експлуатацію в США близько 5000 компьютерів. Гігантські машины на вакуумных електронних лампах 50-х років склали перше покоління компьютерів.

Друге покоління компьютерів з'явилося на початку 60-х років, коли на зміну електронним лампам прийшли транзисторы. (напівпровідники) Винайдені 1948 р. транзисторы, як выявилось, були спроможні виконувати всі ті функції, які до цього часу виконували електронні лампы. Але при цьому вони були значнойй менші за розмірами та споживали набагато меньше електроенергії. До того ж транзисторы дешевші, випромінюють меньше тепла та більш надійні, ніж електронні лампы. І все ж таки найдивовижнішою властивістю транзистора є те, що він один здатен виконувати функції 40 електронних ламп та еще й з більшою швидкістю, ніж вони.

В результаті швидкодія машин другого покоління выросла приблизно в 10 разів порівняно з машинами першого покоління, обсяг їх пам'яті такое збільшився. Водночас із процессом заміни електронних ламп транзисторами вдосконалювалися методи зберігання інформації. Магнітну стрічку, що вперше было використано в ЕОМ ЮНІВАК, почали використовувати як для ведения, так і для виведення інформації. А в середині 60-х років набыло поширення зберігання інформації на дисках.

Поява інтегральних схем започаткувала новий етап розвитку обчислювальної техніки народження машин третього покоління. Інтегрована схема, яку такое називають кристалллом, являє собою мініатюрну электронную схему, витравлену на поверхні кремнієвого кристаллла плоещею приблизно 10 мм 2. Перші інтегровані схемы (ІС) з'явилися 1964 року. Одна така схема здатна замінити тысячі транзисторів, кожний з яких у свою чергу уже замінив 40 електронних ламп. Інакше кажучи, один крихітний, але складной кристалл має такі ж самі обчислювальні можливості, як і 30-тонний ЕНІАК! Швидкодія ЕОМ третього покоління збільшилася приблизно в 100 разів порівняно з машинами другого покоління, а розміри набагато зменшилися.

Четверте покоління ЕОМ на великих інтегральних схемах (мікропроцессорах) Розвиток мікроелектроніки дав змогу розміщати на одному кристаллі тысячі інтегрованих схем. Так, 1980 р. центральный процессор невеликої ЕОМ вдалося розташувати на кристаллі плоещею 1,6 см 2. Почалася эпоха мікрокомпьютерів. Швидкодія сучасної ЕОМ в десятки разів перевищує швидкодію ЕОМ третього покоління на інтегральних схемах, в 100 разів швидкодію ЕОМ другого покоління на транзисторах та в разів швидкодію ЕОМ першого покоління на електронних лампах.

Нині створюються та розвиваються ЕОМ п'ятого покоління ЕОМ на надвеликих інтегрованих схемах. Ці ЕОМ використовують нові рішення у архітектурі компьютерної системи та принципы штучного інтелекту.