История развития ЭВМ

Хочется уделить немного строк истории, ведь все-таки интересно как все зарождалось. Особенно сейчас молодежь будет крайне удивлена, что самая первая электронно-вычислительная машина занимала много места, и не была столь богата вычислениями. Помню когда учился в институте, нам на уроке информатики показывали такой аппарат, который еле помещался в отдельной комнате. Самый первый жесткий диск, размером был наверное с ламповый телевизор. Сразу оговорюсь в дебри я лесть не буду, не буду затрагивать то время когда появились первые вычислительные аппараты на вроде логарифмической линейки и подобных аппаратов.

Все началось в далеких 40-х годах 20 века и надо отдать должное таким теоретикам и практикам вычислительной техники, как Алан Тьюринг (думаю студенты технических ВУЗов знакомы с машиной Тьюринга), Конрад Цузе, Клод Шеннон, Джон Атанасооф, Говард Эйкен, Преспер Экерт, Джон фон Нейман и ряду других ученых и инженеров.

Алан Тьюринг
Конрад Цузе
Клод Шеннон
Джон Атанасооф
Говард Эйкен
Джон фон Нейман

В 1941 году в Германии под руководством Конрада Цузе была создана электромеханическая вычислительная «Z-3″, использовалась для конструкторских расчетов самолетов и ракет. В дальнейшем ее развитие не получило поддержки у правительства Германии.

Z-3
Z-3

По заказу ВМФ США и финансовой поддержке фирмы IBM в 1943 году под руководством Говарда Эйкена была создана первая цифровая вычислительная машина «Mark-1″. Размеры универсального «Mark-1″ были в высоту более 2,5 метров и в длину около 17 метров. Данные в машину вводились с помощью перфоленты, а вместо переключателей использовались электромеханические реле. Она могла за 3 сек. умножить два числа, и за 0,3 сек. выполнять сложение и вычитание, а применялась для расчета траектории полета артиллерийских снарядов.

Mark-1

Великобритания также не отставала, и в конце 1943 года появилась вычислительная машина «Colossus«, у которой уже использовались электронные лампы, и насчитывалось порядка 2000 тыс. Над разработкой трудился Алан Тьюринг. Машина имела узкоспециализированную направленность и была предназначена для дешифровки немецких кодов путем их перебора, производительность достигала до 5000 символов в секунду.

Colossus
Colossus

В 1946 году по заказу Министерства обороны США под руководством Преспера Экерта была создана первая ламповая универсальная цифровая вычислительная машина «ENIAC».

ENIAC

Содержит 17000 электронных ламп. По своим размерам переплюнула «Mark-1» и была около 6 метров в высоту и 26 метров в длину, но и по производительности была гораздо лучше, и совершала 300 операций умножения в секунду. На этом компьютере были проведены расчеты по созданию водородной бомбы. «ENIAC» нельзя назвать совершенным компьютером, он создавался в военное время в большой спешке. Был построен в одном экземпляре.

Те же разработчики сделали следующую модель в 1945-1951 гг., под названием «EDVAC«.

EDVAC

Данная модель имела внушительную внутреннюю память, куда можно было записывать не только данные но и программы. Система кодировки отличалась от предшественников и была двоичной, что в свою очередь позволило сократить количество электронных ламп. Великий математик Джон фон Нейман принимал активное участие в качестве консультанта, и опубликовал свой доклад, в котором описал не только конкретную машину но и обрисовал формальную, логическую организацию компьютера, которая используется по сей день и называется «архитектура фон Неймана».

В 1948 году наши соотечественники сотрудники Энергетического института АН СССР Исаак Брук и Башир Рамеев получили авторское свидетельство на изобретение «Автоматической цифровой вычислительной машины».  В это же время в Институте электротехники АН УССР под руководством академика Сергея Лебедева начались работы над проектом создания «МЭСМ» (малой электронно-счетной машины). Опытные образцы, так же, как и в США использовались для проведения особо важных расчетов (засекреченных). Разработки в области создания ЭВМ велись в нескольких направлениях. «МЭСМ» была введена в декабре 1951 года и стала первой действующей ЭВМ в СССР. В 1953 году Сергей Лебедев стал директором московского Института точной механики и вычислительной техники и возглавил разработку знаменитой серии «БЭСМ» (большая электро-счетная машина). Каждая машина созданная в этой серии была по-своему уникальна.

Исаак Брук
Башир Рамеев

 

«БЭСМ-1» – имела 5000 электронных ламп, выполняла 8-10 тыс. операций. Особое место в развитии отечественной вычислительной техники заняла «БЭСМ-6«, которую выпустили в 1967 году и выпускали ее в течении 17 лет. Производительность чудо машины была 1 млн. операций в секунду, также была первая полноценная операционная система, имелись ценнейшие библиотеки стандартных программ.

БЭСМ-2
БЭСМ-6

В отличие от запада заказчиками были в основном военные, но постепенно ученые и чиновники стали осознавать роль вычислительных машин в экономике. В декабре 1969 года на правительственном уровне принято решение выбрать в качестве промышленного стандарта для универсальных вычислительных машин единой серии («ЕС ЭВМ«) серию машин «IBM S/360«. Производство данных машин было налажено совместно с другими социалистическими странами в рамках СЭВ. На этом начался закат эры отечественной индустрии вычислительной техники, у государства не хватало средств, да и от запада мы отставали в разы.

ЕС ЭВМ

Подводя итог данного материала стоит выделить четыре поколения ЭВМ:

  1. Период с 1946 по 1960: элементная база вакуумные электронные лампы; архитектура фон Неймана; быстродействие 10-20 тыс. операций в секунду; программное обеспечение машинные языки; пользователи инженеры-программисты; размещались в машинных залах.
  2. Период с 1955 по 1970: элементная база полупроводниковые диоды и транзисторы; архитектура мультипрограммного режима; быстродействие 100-500 операций в секунду; программное обеспечение операционные системы, трансляторы с алгоритмических языков; пользователи профессиональные программисты; размещение отдельное помещение.
  3. Период с 1965 по 1980: построены на интегральных схем; архитектура локальные сети ЭВМ, вычислительные системы коллективного пользования; быстродействие около 1 млн. операций в секунду; программное обеспечение операционные системы, диалоговые системы, системы машинной графики; использовалась программистами, пользователями; размещение терминальный зал.
  4. 1980 по настоящее время: построены на сверх больших интегральных схемах; архитектура многопроцессорных систем, персональные компьютеры, глобальные сети; быстродействие десятки и сотни млн. операций в секунд; программное обеспечение пакеты прикладных программ, базы данных, браузеры; пользователи с общей компьютерной подготовкой; размещение рабочий стол и мобильное расположение.

Главной тенденцией развития вычислительной техники в настоящее время является дальнейшее расширение сфер применения.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *