Иванкина А.А.

Эволюция развития вычислительной техники

Иванкина Анастасия Александровна 17.09.2015

Оглавление

Оглавление 2

Историческая справка 3

Классификация компьютеров 7

Персональные компьютеры сегодня 10

Портативные компьютеры 13

Тенденции развития в будущем 16

ЭВМ пятого поколения 17

Историческая справка

Историю зарождения и развития вычислительной техники принято исчислять с 1833 г., когда английский математик Чарльз Бэббидж впервые проникся идеей создания механического «вычислительного помощника», выполняющего вычисления без участия человека. Аналитическая машина Бэббиджа должна была уметь исполнять программы (четко определенную последовательность инструкций) и иметь «склад» для запоминания данных и промежуточных результатов (в современной терминологии – память). Первая программа для аналитической машины Бэббиджа была создана Адой Лавлейс, которую официально считают первым программистом. Ада была дочерью английского поэта Джорджа Байрона. Она впервые ввела многие термины, которыми программисты пользуются и по сей день.

Рис. 1.1. Аналитическая машина Бэббиджа, 1833 год

Однако Чарльз Бэббидж не смог довести до конца работу по созданию аналитической машины – она оказалась слишком сложной для техники того времени. Потребовалось более 100 лет, чтобы идея Бэббиджа, обогащенная американским математиком Джоном фон Нейманом в 1945–1947 гг. и базирующаяся на появившихся к тому времени электронных лампах, положила начало эры электронно-вычис­лительных машин (ЭВМ). В 1945 г. математик Джон фон Нейман доказал, что компьютер представляет собой целостную физическую структуру и может эффективно выполнять любые вычисления без изменения аппаратного обеспечения. Эта идея получила дальнейшее развитие в виде хранимых в памяти компьютера программ.

В 1946 г. в Пенсильванском университете Джоном Мошли и Дж. Преспером Эксртом была создана электронно-вычислительная машина ENIAS (Electrical Numerical Integrator and Calculator рис. 1.4).

Она работала с 10-разрядными числами и выполняла 300 операций в секунду. Производительность у компьютера ЕМIАС была в тысячу раз выше, чем у механических и электромеханических устройств!

Рис. 1.2. Блок первого электронного компьютера ENIAC, 1946 год

Его конструкция состояла из 17 468 ламп, 70 тыс. резисторов, 10 тыс. конденсаторов, 1500 реле и 6 тыс. ручных переключателей. Он занимал около 500 м², весил порядка 30 т и имел потребляемую мощность в 180 кВт.

У ENIAC было немало слабых мест: управление осуществлялось с помощью коммутационной панели, и у него отсутствовала память; поэтому, чтобы задать программу, приходилось в течение нескольких часов (или даже дней!) нужным образом подсоединять провода. Кроме того, подлинным бедствием была ужасающая ненадежность компьютера: за день работы выходило из строя с десяток вакуумных ламп.

Коммерческая эксплуатация компьютеров началась в 1947 г. с появлением системы UNIVAC (до этого они использовались только в научных и военных целях). В них устанавливалась оперативная память для хранения некоторых программ и часто используемых данных; программирование осуществлялось с помощью машинного языка.

После появления UNIVAC темпы эволюции компьютеров заметно ускорились: на смену вакуумным лампам пришли меньшие по размерам и более эффективные транзисторы. Первым компьютером нового поколения был ТRADIС (ТКАп sistor Digital Computer , рис. 1.5), созданный в США в 1955 г . ВеllLaЬs изготовила его для американских военно-воздушных сил. ВТКАDIС было 700 транзисторов и 10 тыс. германиевых диодов. В течение двух лет было выпущено 17 аналогичных систем.

В 1956 г. компания IВМ выпустила первый компьютер с накопителем информации на магнитных дисках. Эта система называлась IВМ 350 Disk File (рис. 1.6), состояла из 50 магнитных дисков на общей оси и могла хранить 5 млн. 7-битных символов (примерно 4,4 Мбайт данных). Для 1956 г. такой объем информации был огромным. Компания сдавала систему I ВМ 350 Disk File в аренду за 35 тыс. долларов в год.

В 1959 г . в компании Техаs Instruments изобрели интегральную схему — проводниковое устройство, в котором без проводов соединяется несколько положенных на одном кристалле транзисторов. В первой интегральной схеме их было всего шесть, в современных схемах — десятки миллионов.

Что касается отечественного компьютеростроения, то первым советским перкомпьютером на полупроводниках был БЭСМ-6 (до этого существовали релейно-ламповые компьютеры МЭСМ и БЭСМ), созданный под руководством С. А. Лебедева и принятый в эксплуатацию в 1965 г. В нем было установлено 60 тыс. транзисторов и 180 тыс. диодов.

Рис. 1.3. Советский суперкомпьютер БЭСМ-6

БЭСМ-6 выпускался 17 лет и успешно использовался в различных областях науки и промышленности в частности в комплексах управления космическими полетами.

Так с развитием научно-технического прогресса развивались «вычислители». Из глиняных и деревянных устройств они превратились в механические и паровые, а потом и вакуумные. Поворотной точкой стало изобретение полупроводниковых микросхем, которые позволили настолько уменьшить и удешевить компьютер, что у него появился шанс стать предметом массового потребления.

В 1974 г. компания Хегох представила ХerохАltо (рис. 1.8) — первую серийную систему, которая комплектовалась мышью и имела графический интерфейс.

Вот мы и подошли к самому главному моменту в истории вычислительной техники — появлению персонального компьютера.

12 августа 1981 г. на пресс-конференции в Нью-Йорке был представлен модели 5150 (рис. 1.9), выпуск которого положил начало понятию IBM -совместимый компьютер (он выпускался 1ВМ и по ее лицензии другими компаниями).

IВМ РС 5150 работал на процессоре Intel 8088 с тактовой частотой 4,77 и имел 64 Кбайт оперативной памяти. Компьютер был оснащен флоппи-дисководом для односторонних 5,25-дюймовых дискет емкостью 160 Кбайт. Кроме того, в него можно было дополнительно установить жесткий диск. Баз модель продавалась за 2880 долларов.

Продажи новинки начались осенью 198 г., и фактически IВМ РС стал эталоном коммерческого персонального компьютера.

Рис. 1.4. Первый персональный компьютер — IВМ РС 5150

Дальнейшая история развития компьютеров сводилась к постепенной миниатюризации и наращиванию мощности систем.

Необходимо отметить, что с 1945 г. начинается отсчет и эры программирования. Программы должен был кто-то разрабатывать – появились программисты. Началось развитие программирования как специального вида деятельности человека.