Краткая история вычислительной техники

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

Кафедра " Информатики " 

 

 

   

 

 

 

«Краткая история вычислительной техники» 

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

Выполнил: ____._

Научный руководитель:___________________ 

 

 

   

 

 

 

Тула 2012 г.

Оглавление

Введение  3

1 Истоки современной ЭВМ   5

2 Бурное развитие вычислительной  техники   7

3 Развитие компьютеров  с 80-х годов до нашего времени.  Появление ПК    10

Заключение   19

Список литературы   20

 

Введение 

 

Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений. Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Многие тысячи лет тому назад для счета использовались счетные палочки, камешки и т.д. Более 1500 лет тому назад для облегчения вычислений стали использовать счеты.

В 1642 г. Блез Паскаль изобрел устройство, механически выполняющее сложение чисел, а в 1673 г. Готфрид Лейбниц  сконструировал арифмометр, позволяющий  механически выполнять четыре арифметических действия. Но расчеты производились  очень медленно, к тому же требовался специально обученный человек для  работы на арифмометре, поэтому все  больше ученых и исследователей пытались изобрести универсальное вычислительное устройство. С ходом развития цивилизации возникало все больше потребности в электронике. В наше время трудно представить себе, что без компьютеров можно обойтись. А ведь не так давно, до начала 70-х годов вычислительные машины были доступны весьма ограниченному кругу специалистов, а их применение, как правило, оставалось окутанным завесой секретности и мало известным широкой публике. Однако в 1971 году произошло событие, которое в корне изменило ситуацию и с фантастической скоростью превратило компьютер в повседневный рабочий инструмент десятков миллионов людей. В том, вне всякого сомнения знаменательном году еще почти никому не известная фирма Intel из небольшого американского городка с красивым названием Санта-Клара (шт. Калифорния), выпустила первый микропроцессор. Именно ему мы обязаны появлением нового класса вычислительных систем – персональных компьютеров, которыми теперь пользуются, по существу, все, от учащихся начальных классов и бухгалтеров до ученых и инженеров.

Для экономистов появление персонального  компьютера намного облегчило выполнение многих операций, при выполнении своих обязанностей. Если раньше для расчета заработной платы, расчета себестоимости продукции, амортизации и т.д. приходилось считать вручную начисления на каждого человека или единицу продукции, что отнимало много времени, то с появлением электронных таблиц нужно просто ввести данные в однажды созданную таблицу и все рассчитывается автоматически. Документы, создаваемые в компьютере, не теряются, их не нужно набирать много раз, если необходимо несколько экземпляров. Исчезла необходимость создавать многотомные бумажные архивы, занимающие много места и собирающие кучу пыли.

В настоящее века невозможно представить  себе жизнь без персонального компьютера. Компьютер прочно вошел в нашу жизнь, став главным помощником человека. На сегодняшний день в мире существует множество компьютеров различных фирм, различных групп сложности, назначения и поколений.

 

1 Истоки современной  ЭВМ

 

Слово «компьютер» означает «вычислитель», то есть устройство для  вычислений.

Компьютер, как космическая  или ядерная техника, - это продукт  нашего столетия, но его предыстория  исчисляется многими столетиями и даже тысячелетиями. И это не случайно, ведь потребность в различного рода вычислениях и расчетах существовала уже на самых ранних стадиях развития цивилизации, а математика, одной из важнейших задач которой была выработка точных правил этих вычислений, по праву относится к числу древнейших наук. Различные устройства, облегчающие и ускоряющие процесс вычислений, изобретались человеком еще в очень отдаленные времена. Так, история возникновения счетов теряется в глубине столетий, аналогичные по назначению устройства использовались многими народами.

В XVIII веке французский физик  и математик Б.Паскаль сконструировал первое устройство, позволившее частично механизировать арифметические операции. Идею механизации обосновал гениальный немецкий философ и ученый Г.В.Лейбниц, который считал, что «недостаточно  совершенства человеческого, подобного рабам, тратить часы на вычисления». В XIX веке работы английского математика и логика Дж.Буля сыграли важную роль в создании общетеоретической основы будущего развития вычислительной техники. Первую же практическую попытку разработать вычислительную машину с программным управлением по своей структуре предвосхитившую современные ЭВМ, предпринял в первой половине прошлого века профессор математики Кембриджского Университета Ч.Бэббидж. В течение почти сорока лет он работал над проектом такой машины (названной им аналитической машиной). Однако его проект, опередивший свое время, остался нереализованным, а идею английского математика были оценены в полной мере лишь значительно позднее, с наступлением эры электронных вычислительных машин, то есть три четыре века спустя после его смерти.

Ученые и изобретатели многих стран напряженно работали в  прошлом столетии над созданием  автоматической вычислительной машины. Сейчас нелегко дать точную сравнительную  оценку их вклада в создание первого  компьютера, их причастности к началу компьютерной эры. Компьютер родился не случайно, рождение было подготовлено настойчивыми попытками многих исследователей автоматизировать вычисления, а объем таких вычислений постоянно возрастал во многих областях науки и практики.

 

2 Бурное развитие  вычислительной техники

 

Бурное развитие вычислительной техники началось после Второй мировой войны, после создания в 1946 году в США первой ЭВМ ENIAC. Машина эта скорее напоминала небольшой цех. Она состояла из 18 тысяч электронных ламп, занимала помещение более 100 м², весила 30 тонн и потребляла 150 кВт. Машина выполняла 5 тысяч операций сложения или примерно 350 операций  умножения в секунду. В последние годы, правда, выяснилось, что ENIAC, возможно, должен  будет уступить свое звание первой ЭВМ другим машинам, поскольку в 1943 году в Великобритании были сконструированы и работали несколько машин типа «Колосс», хотя и уступившие ENIAC по своим характеристикам, но опередившие его по времени появления.

В 1947 году в Гарварде завершен проект создания большого электронного калькулятора Mark II. Арифметическое устройство и 50 регистров с плавающей точкой были построены на основе реле. Именно с этой машины берет свое историческое начало сленговый термин “баг” (от англ. bug — клоп, жук, насекомое) — ошибка в программном или аппаратном обеспечении, приводящая к некорректной работе программы. Во время пробного тестирования Mark II произошел сбой, причиной которого стала попавшаяся между неизолированными проводами моль. Обнаружив ее, Грейс Мюррей Хоппер воскликнула: «Bug!» Так появилось понятие баг.

Морис Уилкес (Maurice Wilkes) и сотрудники математической лаборатории Кембриджского университета (Англия) в 1949 году завершили работу над первым электронным цифровым компьютером EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer), способным хранить в памяти программы. Создавая EDSAC на протяжении трех лет (1946–1949), Уилкес и его команда основывались на принципах Дж. Эккерта           (J. Eckert) и Дж. Моучли (J. Mauchly), положенных ими в основу легендарной ENIAC. Машина была построена по архитектуре фон Неймана и работала с тактовой частотой 500 КГц. Практически все операции выполнялись всего за полторы миллисекунды, а в качестве прототипа дисплея впервые использовался экран на основе катодной трубки. 6 мая 1949 г. EDSAC успешно продемонстрировал первую программу для расчета таблицы квадратов, написанную Дэвидом Вилером (David Wheeler).

В 1964 (7 апреля) произошедшее в этот день событие поистине взбудоражило весь компьютерный мир — IBM заявила о создании семейства System/360, названное главой IBM Томасом Уотсоном-младшим (Tomas Watson) «важнейшим объявлением новой продукции во всей истории компании». Это был революционный шаг к тотальной стандартизации компьютеров, ведь в середине 60-х в мире вычислителей царила полная неразбериха: различные модели компьютеров, организованные каждая по собственному принципу, не имели единого набора команд и программного обеспечения. System/360 cтало первым семейством унифицированных программно-совместимых компьютеров. Несмотря на то, что каждая модель характеризовалась определенным быстродействием и мощностью, все они были построены по одной и той же архитектуре, которая подразумевала и общность ПО. Именно отсюда берет начало понятие «IBM совместимый», прочно вписавшееся в компьютерный сленг. В качестве элементной базы были выбраны интегральные микросхемы, так что новые машины уже можно было отнести к третьему поколению. Несложно подсчитать, что транзисторные вычислители второго поколения выпускались IBM всего пять лет. Естественно, появились и всевозможные варианты применения новых машин: от научного проектирования и управленческих систем до банальных бизнес-расчетов.

Семейство IBM System/360 Пользователи очень высоко оценивали System/360, поэтому для запуска серийного производства пришлось значительно расширить штат, и концу 1966 г. IBM выпускала уже более тысячи экземпляров в месяц (а всего было выпущено более 20 000 машин). Семейство System/360 стало самым многочисленным среди вычислителей третьего поколения и, с позиции компьютерной истории в целом, одним из самых удачных.

Hewlett-Packard представляет в 1980 (4 января) любопытную интегрированную разработку — микрокомпьютер HP-85 (кодовое название «Проект Козерог»). HP-85 нёс на борту 8-разрядный процессор с частотой 0,6 МГц, 16 Кб ОЗУ и 32 Кб ПЗУ, имел встроенные монохромный 5-дюймовый дисплей, термографический принтер, накопитель на магнитной ленте и клавиатуру, плюс четыре порта ввода–вывода. Цена была выставлена в целых 3250 долл.

Можно смело утверждать, что HP-85 во многом скопирован с известной  модели IBM 5100, аннонсированной ещё в декабре 1975 г.

Информацию на дисплее  можно было листать, так как в  буфере могли сохраняться 48 строк  — три полных экрана. Тихий и  весьма быстрый термопринтер выводил данные в текстовом или графическом режимах. Накопитель работал с картриджами ёмкостью 195 Кб. При этом любой файл мог быть найдёт менее чем за одну минуту. К компьютеру могли быть подключены дисковод, графопостроитель, устройство для работы с дополнительными модулями ПЗУ, содержащими, например, Паскаль, Ассемблер — они расширяли возможности встроенного Бейсика.

 

3 Развитие компьютеров  с 80-х годов до нашего времени.

Появление ПК

 

Компьютеры 40-х и 50-х годов  были очень большими устройствами –  огромные залы были заставлены шкафами  с электронным оборудование. Все  это стоило очень дорого, потому компьютеры были доступны только крупным компаниям и учреждениям.

В 1981 (12 августа) произошло  событие, последствия которого в  то время едва ли кто-нибудь мог предвидеть и оценить по достоинству. Компания IBM официально представила свой первый персональный компьютер — IBM Personal Computer.

Кто бы мог тогда подумать, что это будет действительно  исторически важное событие, а мир  вступит в новую стадию своего развития.

На самом же деле выпущенный корпорацией компьютер IBM PC (IBM 5150, кодовое  название Acorn — желудь) не обладал какими-либо преимуществами в плане производительности по отношению к уже существующим решениям. Это был 16-битный компьютер на базе микропроцессора Intel 8088 с частотой 4,77 МГц (имелся свободный слот для подключения математического сопроцессора Intel 8087). Первые модификации комплектовались 16–64 Кбайтами памяти (с «зашитым» Microsoft Basic-80) — этот объем мог расширяться до 640 Кбайт. C компьютером поставлялся монохромный 11,5-дюймовый TTL-дисплей без графических возможностей (режим MDA — 80x25 текстовых знакомест) и 83-кнопочная клавиатура. За отдельную плату могли быть приобретены отсутствующие или дополнительные устройства и адаптеры к ним: дисковод, дополнительная память, цветной монитор, принтер. В роли операционной системы выступала PC-DOS 1.0 — скандальная разработка Microsoft. Среди программного обеспечения можно было найти Microsoft Basic, VisiCalc, UCSD Pascal, CP/M-86 и Easywriter 1.0.

За первый год было продано  порядка 136 тыс. IBM PC — это был настоящий фурор. Однако поскольку IBM не владела патентом на производство PC, уже к началу 1990-х ее доля на мировом рынке производства ПК составляла очень незначительную часть. Одним из факторов высоких продаж IBM PC является то, что компания мастерски провела рекламную кампанию (например, была реклама с участием актера, имитировавшего легенду комедийного кинематографа — Чарли Чаплина) и популяризировала само понятие «персональный компьютер». Достаточно сказать, что 20 процентов выпущенных машин раскупили сами сотрудники корпорации. По словам Дэвида Брэдли, IBM надеялась реализовать 241 683 ПК в течение пяти лет. Но еще до того, как этот срок истек, компания стала продавать примерно такое же количество машин ежемесячно.

К несчастью для IBM, как  только проект IBM PC стал широко известен, многие компании начали делать клоны PC и часто продавали их гораздо  дешевле, чем IBM. Огромное количество производителей стало конкурировать на рынке создания ПК и комплектующих к ним, что привело к росту возможностей аппаратного обеспечения и снижению его стоимости. Эра персональных компьютеров началась.

Монохромный дисплей IBM PC выводил  информацию приятным зеленым цветом и не имел кнопки включения/отключения, так как запитывался напрямую от системного блока.

Между тем, рождение персонального  компьютера от IBM было однозначно предопределено состоянием тогдашнего рынка. Ведь к концу 1970-х гг. компания оказалась в сложной ситуации. Объемные заказы государственного назначения — с одной стороны, агрессивные конкуренты, весьма успешно занимающие рыночные ниши домашних компьютеров (например, Apple, Commodore, Tandy Radio Shack, Atari) — с другой. Естественно, в сложившихся обстоятельствах было необходимо предпринимать решительные шаги.

И вот в течение тринадцати месяцев (с июля 1980 г. по август 1981 г.) команда из дюжины инженеров не покидает пределов лаборатории в провинциальном флоридском городке Бока-Ратон (Boca Raton), где было основано отделение компании IBM — Entry Systems Division. Именно там, под эгидой секретного проекта Project Chess, появился на свет первый IBM PC.

Идея проекта принадлежала Уильяму Лоу (William Lowe), группу инженеров возглавлял Дон Эстридж (Don Estridge), а главным конструктором был Льюис Эггебрехт (Lewis Eggebrecht). Почти все инженеры группы ранее работали над проектом компьютера System/23 DataMaster, поэтому он фактически оказался прообразом IBM PC. Так, например, раскладка и электрическая схема клавиатуры были скопированы с DataMaster. Правда, в IBM PC дисплей и клавиатура были автономны, в отличие от DataMaster, где они объединялись в одно устройство, что было достаточно неудобно. хотя, в сущности, это был настоящий компьютер.