Лекция2 История развития компьютеров

Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений.

В 1642 г. Блез Паскальизобрел устройство, механически выполняющее сложение чисел, а в 1673 г.Готфрид Вильгельм Лейбницсконструировал арифмометр, позволяющий механически выполнять четыре арифметических действия. Начиная с XIX в. арифмометры получили очень широкое применение. На них выполняли даже очень сложные расчеты, например расчеты баллистических таблиц для артиллерийских стрельб.

В первой половине XIX в. английский математик Чарльз Бэббиджпопытался построить универсальное вычислительное устройство − аналитическую машину, которая должна была выполнять вычисления без участия человека. Для этого она должна была уметь исполнять программы, вводимые с помощью перфокарт. Машина не была построена, ноБэббидж вошел в историю благодаря своим идеям:

• машина способна выполнять последовательность взаимосвязанных вычислений;

• машина может выполнять разные функции;

• машина сможет манипулировать информацией, если ее перевести в числа.

Благодаря теоретическим изысканиям в 40-х годах 19 века появилась алгебра Буля(матлогика), которая легла в основу электронной обработки данных. В это же время появляются работыКлода Шеннона– основателя новой науки “Теории информации”. В ней были изложены принципы двоичной системы счисления и возможности компьютера выполнять логические операции.

Теория была воплощена в практических разработках немецкого инженера Конрада Цузе, который в 1941 г. построил вычислительную машину.

В 1943 г. Американец Говард Эйкенс помощью работ Бэббиджа на основе техники XX в. − электромеханических реле − смог построить на одном из предприятий фирмы IBM такую машину под названием «Марк 1».

Начиная с 1943 г. группа специалистов под руководством Джона Мочли и Преспера Экерта в США начала конструировать подобную машину уже на основе электронных ламп, а не реле. Их машина, названная ENIAC, работала в тысячу раз быстрее, чем Марк − 1, однако для задания ее программы приходилось в течение нескольких часов или даже нескольких дней подсоединять нужным образом провода.

Чтобы упростить процесс задания программ, Мочли и Экерт стали конструировать новую машину, которая могла бы хранить программу в своей памяти.

В 1945 г. к работе был привлечен знаменитый математик Джон фон Нейман, который подготовил доклад об этой машине. Доклад был разослан многим ученым и получил широкую известность, поскольку в немфон Нейманясно и просто сформулировал общие принципы функционирования универсальных вычислительных устройств, т.е. компьютеров.

Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана, был построен в 1949 г. английским исследователем Морисом Уилксом. С той поры компьютеры стали гораздо более мощными, но подавляющее большинство из них сделано в соответствии с теми принципами, которые изложил в своем докладе в 1945 г. Джон фон Нейман.

Классы вычислительных машин

По возможностям, которые предоставляют компьютеры пользователю, их можно разделить на следующие большие группы: мини- компьютеры, мейнфреймы и суперкомпьютеры.

Суперкомпьютерыобладают самым высоким быстродействием и имеют огромные вычислительные мощности. Производство суперкомпьютеров – это штучное производство, т.к. они являются очень дорогими устройствами и применяются для специальных целей. Суперкомпьютеры используются для сложных расчетов в аэродинамике, метеорологии, космических и физических исследованиях, экономике и финансовом управлении.

Мейнфреймы– это также очень большие и дорогие компьютеры общего назначения, способные поддерживать одновременную работу сотен или даже тысяч пользователей. В некотором отношении мейнфреймы являются даже более мощными, потому что они поддерживают больше одновременно работающих программ. Однако суперкомпьютеры могут выполнять одну программу гораздо быстрее. Мейнфреймы выполняют задачи по интеграции больших неоднородных компьютерных комплексов.

Мини – компьютерыиспользуются при управлении предприятиями и организациями. К ним относятся серверы высокого уровня, являющиеся центральными компьютерами в сетях предприятия и управляющие локальными сетями.

Микро – компьютеры – это самые массовые модели вычислительных машин. К ним относятся персональные компьютеры настольного и мобильного исполнения. Данный класс может использоваться в качестве рабочих станций, компьютеров для офиса или дома.

В 1981 году фирма IBM выпустила свою модель ПК – IBM PC, ставшую, в сочетании с программным обеспечением от Microsoft, эталоном, стандартом для всего парка персональных компьютеров современного мира.