Нулевое поколение (механическая эра)

1492-1945 г.г. начало с работ Леонардо Давинчи

Прежде всего, следует упомянуть два события, в попытки облегчения вычислений произошедших до нашей эры.

Первые счеты (абак). Изобретены в древнем Вавилоне за 3 тыс. лет до н. э.

Второй, более современный вариант, с косточками на проволочке. Изобретены в Китае 500 лет до н.э.

Механическая эра в ре эволюции вычислительной техники связана с механическими, а позднее с электромеханическими вычислительными устройствами.

Основным элементом механических устройств было зубчатое колесо. А вычислители на их основе получили название арифмометров.

На рубеже 19-20 века в связи с ростом потребности науки в быстроте и качестве вычислений, а так же с развитее теории электрического, перспективным направлением в развитии счетных машин становится применение в них электрических и электромеханических компонентов, а позднее роль базового элемента переходит к электромеханическому реле.

Развитие электромеханических вычислительных машин пошло по двум направлениям:

1. Использование электричества, как движущей силы в нутрии самой счетной машинки. Это направление привело к созданию класса электрических, а в последствии электронных клавишных счетных машин, информация в которых вносилась вручную с помощью клавиатуры, что повысило скорость и точность вычислений, но не обеспечивало достаточную степень автоматизации вычислений.

2. Использование электричества в устройствах ввода и вывода информации при использовании перфокарт. Это повысило скорость ввода и вывода информации, степень автоматизации вычислений, поскольку на перфокарты наносилась, не только числовая, но и программная информация.

В механической эпохе следует выделить наиболее важный момент. В 1833 году английский ученый профессор кембриджского университета Чарльз Беббидж разработал проект автоматическо-аналитической машины, вычислительного устройства по своей схеме и принципов работы в ряде аспектов приближающих к современным ЭВМ.

В ней предлагались следующие устройства: устройство хранения информации на регистрах выполненных на зубчатых колесах, называл он эти устройства «складом», устройство выполнения операции над числами взятыми со склада («фабрика»), для управления последовательностью операций служило устройство управления, использующее перфокарты, устройство ввода – вывода.

Проект Беббиджа был настолько революционен и опередил свое время, что так и не был реализован и более того все материалы по этому открытию, были опубликованы после смерти Беббиджа в 1888 году.

1930 – появляются машины на электромеханических реле

40-вых электромагнитные реле.

Не умоляя значений многих идей механической эры, необходимо отметить, что не одно из созданных устройств нельзя с полным основанием называть ВМ в современном её понимании.

Первое поколение

Относят период 50-60 г.г.

Происходит отход от электромеханических реле в пользу построения логических схем на электронных вакуумных лампах с нитью накала.

В запоминающих устройствах стали применять магнитные барабаны, акустические, ультразвуковые, ртутные, электромагнитные линии задержки, а так же электронно-лучевые трубки.

В качестве внешних запоминающих устройств, стали применять магнитные ленты, перфокарты, магнитные ленты и тому подобное.

Вычислительные устройства этого поколения были громоздкими и могли потреблять напряжение питания от нескольких сотен вольт до нескольких киловольт.

Для вычислительных машин этого поколения характерно наличие центрального устройства управления обеспечивающее строгую последовательность выполнения работы всеми устройствами.

Тактовая частота устройств управления составляла от нескольких десятков до нескольких сотен килогерц.

Ввод вывод так же осуществлялся перфокарт, перфолент, в некоторых случаях с клавиатуры.

Программировались ЭВМ в двоичной системе счисления на машинном языке, и соответственно были жестко ориентированы на аппаратуру.

Сроком жизни ПО, был срок существования самой ВМ.

Лишь к середине 50 годов появился первый символьно ориентированный язык программирования (языки символического кодирования), позволявший вместо двоичной записи команд и адресов применять сокращенные буквенную запись и десятичные числа.

К 1956 году был создан язык программирования математических задач, Fortran

19958 году универсальный язык программирования Algol/

Подавляющее большинство ВМ этого поколения фактически использовались как большие арифмометры, поскольку все программные данные вводились в ВМ непосредственно переде решением конкретной задачи, а выводимые результаты тут же считывались для дальнейшей не автоматизированной обработки.

Как правило, ВМ были ориентированы на выполнение расчетов для научно технических задач. Причем для задач для которых характерны небольшие объемы входных и выходных данных при большом количестве вычислительных операций.

Надежность ВМ данного поколения была крайне низкой (десятки часов наработки на отказ).

Для поддержания работоспособности требовалось проведение регулярного, практически круглосуточного практического обслуживания, для выявления потенциально ненадежных элементов.

На машине работал либо оператор, либо программист, при этом взаимодействие осуществлялось по средствам огромного пульта, с большим числом переключателей (тумблеров), а так же лампочек индикаторных, которые отображали информацию в двоичном коде.

Естественно такие ВМ могли функционировать лишь в рамках вычислительных центров, причем для эффективного использования каждой из них требовался штат программистов 10-20 человек, поскольку программы не переносились с одной ВМ на другую. Количество программистов было больше количеству выпущенных ВМ.

К 1960 году в мире насчитывалось несколько тысяч ВМ, к первой машине данного поколения можно отнести компьютер AnyAc, к отечественным БЭСМ.