Реферат: История вычислительной техники

         История вычислительной техники

Сушко Сергей 

Клайпеда Литва     Людиучились считать, используя собственные пальцы. Когда этого оказалосьнедостаточно, возникли простейшие счетные приспособления. Особое место срединих занял АБАК, получивший в древнем мире широкое распространение.   Сделатьабак совсем несложно, достаточно разлиновать столбцами дощечку или простонарисовать  столбцы на песке. Каждому изстолбцов присваивалось значение разряда чисел: разряд единиц, десятков, сотен,тысяч. Числа обозначались набором камешков, ракушек, веточек и т.п.,раскладываемых по различным столбцам – разрядам. Добавляя или убирая изсоответствующих столбцов то или иное количество камешков, можно былопроизводить сложение или вычитание и даже умножение и деление как многократноесложение и вычитание соответственно.    Оченьпохожи на абак по принципу действия русские счеты. В них вместо столбцов – горизонтальные направляющие скосточками. На

Руси счетами пользовались просто виртуозно. Они были незаменимым инструментомторговцев, приказчиков, чиновников. Из России этот простой иполезный прибор проник и в Европу.

     Первым механическим счетнымустройством была счетная машина, построенная в 1642 году выдающимся французскимученым Блезом Паскалем. Механический «компьютер»Паскаля мог складывать и вычитать. «Паскалина» – такназывали машину – состояла из набора вертикально установленных колес снанесенными на них цифрами от 0 до 9. При полном обороте колеса оно сцеплялосьс соседним колесом и поворачивало его на одно деление. Число колес определялочисло разрядов – так, два колеса позволяли считать до 99, три – уже до 999, апять колес делали машину «знающей» даже такие большие числа как 99999. Считатьна «Паскалине» было очень просто.

    В 1673 году немецкий математик ифилософ Готфрид Вильгельм Лейбниц создал механическое счетное устройство,которое не только складывало и вычитало, но и умножало и делило. МашинаЛейбница была сложнее «Паскалины». Числовые колеса, теперь уже зубчатые,  имели зубцы девяти различных длин, ивычисления производились за счет сцепления колес. Именно нескольковидоизмененные колеса Лейбница стали основой массовых счетных приборов –арифмометров, которыми широко пользовались не только в ХIХ веке, но и сравнительно недавно наши дедушки ибабушки.

  Есть в истории вычислительнойтехники ученые, чьи имена, связанные с наиболее значительными открытиями в этойобласти, известны сегодня даже неспециалистам. Среди них английский математикХ1Х века Чарльз Бэббидж, которого часто называют «отцом современнойвычислительной  техники». В 1823 годуБэббидж начал работать над своей вычислительной машиной, состоявшей из двухчастей: вычисляющей и печатающей. Машина предназначалась в помощь британскомуморскому ведомству для составления различных мореходных таблиц. Первая,вычисляющая часть машины была почти закончена к 1833 году, а вторую,печатающую, удалось довести почти до половины, когда расходы превысили 17000фунтов стерлингов (около 30000 долларов). Больше денег не было, и работыпришлось закрыть.

   Хотя машина Бэббиджа и не былазакончена, ее создатель выдвинул идеи, которые и легли в основу устройства всехсовременных компьютеров. Бэббидж пришел к выводу – вычислительная машина должнаиметь устройство для хранения чисел, предназначенных для вычислений, а такжеуказаний (команд) машине о том, что с этими числами делать. Следующие одна задругой команды получили название «программы» работы компьютера, а устройстводля хранения информации назвали «памятью» машины. Однако хранение чисел дажевместе с программой – только полдела. Главное – машина должна производить сэтими числами указанные в программе операции. Бэббидж понял, что для этого вмашине должен быть специальный вычислительный блок – процессор. Именно потакому принципу и устроены современные компьютеры.

   Научные идеи Бэббиджа увлекли дочьзнаменитого английского поэта лорда Джорджа Байрона –графиню Аду Августу Лавлейс. В то время еще не было таких понятий, какпрограммирование для ЭВМ, но тем не менее Аду Лавлейс по праву считают первым вмире программистом – так сейчас называют людей, способных «объяснить» напонятном машине языке ее задачи. Дело в том, что Бэббидж не оставил ни одногополного описания изобретенной им машины. Это сделал один из его учеников встатье на французском языке. Ада Лавлейс перевела ее на английский, добавивсобственные программы, по которым машина могла бы проводить сложныематематические расчеты. В  результатепервоначальный объем статьи вырос втрое, а Бэббидж получил возможностьпродемонстрировать мощь своей машины. Многими понятиями, введенными АдойЛавлейс в описаниях тех первых в мире программ, широко пользуются современныепрограммисты. В честь первого в мире программиста назван один из самыхсовременных и совершенных языков компьютерного программирования – АДА.

     Новинки техники ХХ векаоказались неразрывно связанными с электричеством. Вскоре после появленияэлектронных ламп, в 1918 году советский ученый М.А.Бонч-Бруевич  изобрел ламповый триггер – электронноеустройство, способное запоминать электрические сигналы.

По принципу действия триггер похож на качели с защелками, установленными вверхних точках качания. Достигнут качели одной верхней точки – сработаетзащелка, качание остановится, и в этом устойчивом состоянии они могут быть какугодно долго. Откроется защелка – качание возобновится до другой верхней точки,здесь также сработает защелка, снова остановка, и так – сколько угодно раз. Потому, где окажутся качели через некоторое время после их установки в известномположении, можно судить, открывали защелку или нет. Качели как бы запоминаютоткрывание защелки – также и электронный триггер запоминает, поступал на негоэлектрический сигнал или нет.

   Один триггер, запоминая одинсигнал, позволяет считать только до одного, но уже несколько триггеров расширяютвычислительные возможности. Если теперь придумать способ регистрации с помощьюгруппы триггеров не только  единичныхсигналов, но и их десятков, сотен,  тысяч  - появляется возможность применить этот способ в электронно-вычислительноймашине.  5 июля 1943 года ученые Пенсильванского университета в США подписывают контракт, покоторому они создают первый в мире электронный компьютер, известный подназванием ЭНИАК. Ничего не значащее на русском языке название произошло отсокращения довольно длинного английского наименования – «электронный цифровойкомпьютер». 15 февраля 1946 года ЭНИАК официально ввели в строй.

      Первые компьютеры считали втысячи раз быстрее механических счетных машин, но были очень громоздкими. ЭВМзанимала помещение размером 9х15 м, весила около  30 тонн и потребляла 150 киловатт в час. Втакой ЭВМ было около 18 тысяч электронных ламп.

      Второе поколение электронныхкомпьютеров обязано своим появлением важнейшему изобретению электроники ХХ века – транзистору. Миниатюрный полупроводниковыйприбор позволил резко уменьшить габариты компьютеров и снизить потребляемуюмощность. Скорость компьютеров возросла до миллиона операций в секунду.

       В сотни раз сократить числоэлектронных элементов в компьютере позволило изобретение в 1950 годуинтегральных микросхем – полупроводниковых кристаллов, содержащих большоеколичество соединенных между собой транзисторов и других элементов. ЭВМтретьего поколения на интегральных микросхемах появились в 1964 году.

      В июне 1971 года была впервыеразработана очень сложная универсальная интегральная микросхема, названнаямикропроцессором – важнейшим элементом компьютеров четвертого поколения.