3. Рождение компьютера и его развитие.

В первых десятилетиях ХХ века конструкторы обратили внимание на возможность применения в счётных устройствах новых элементов – электромагнитных реле. Именно в это время и начали появляться первые электронные компьютеры, превосходящие возможностями своих механических предшественников. В отличие от арифмометров и калькуляторов, которые могли лишь складывать, вычитать и умножать, это были электронные машины, способные решать сложные задачи.

В развитии электронно-вычислительных машин существует определённая периодизация. Для компьютерной техники характерна, прежде всего, быстрота смены поколений – за ее короткую историю развития уже успели смениться четыре поколения и сейчас мы работаем на компьютерах пятого поколения. ЭВМ относят к тому или иному поколению в зависимости от типа основных используемых в ней элементов или от технологии их изготовления. В связи с тем, что в некоторые периоды времени разные типы ЭВМ выпускались в одно и то же время, границы поколений довольно размыты. С каждым новым поколением увеличивалось быстродействие и объём памяти в ЭВМ, улучшались основные элементы, уменьшалась масса и потребляемая мощность, при этом «интеллектуальные» способности ЭВМ всё больше возрастали.

Первое поколение ЭВМ (1940-1950-е годы).

Первым работающим представителем ЭВМ можно назвать машину Z1, созданную Конрадом Цузе и продемонстрированную друзьям и родственникам в 1938 году. Однако, принято считать, что первое поколение ЭВМ появилось в ходе Второй мировой войны. Это были английский Colossus (1943 г.) и американский ENIAC (1946 г.).

Основным элементом всех ЭВМ первого поколения были вакуумные лампы, что создавало множество проблем при эксплуатации машин. Высота стеклянной лампы была 7 см, поэтому ЭВМ были огромных размеров. К тому же лампы очень часто выходили из строя, а так как в компьютере их были тысячи, то для поиска и замены лампы требовалось довольно много времени. Кроме того они выделяли огромное количество тепла и для эксплуатации таких ЭВМ требовались специальные системы охлаждения. Машины занимали большую площадь и использовали много электроэнергии, вместе с этим их быстродействие не превышало 23 тыс. операций в секунду, а оперативной памяти было не больше 2 Кб.

Программирование работы ЭВМ первого поколения выполнялось в двоичной системе счисления на машинном языке, то есть программы были жёстко ориентированы на конкретную модель машины и «умирали» вместе с этими моделями. Набор команд был небольшой, схема арифметико-логического устройства и устройства управления достаточно проста, программное обеспечение практически отсутствовало. Для ввода-вывода использовались перфоленты, перфокарты, магнитные ленты и печатающие устройства, оперативные запоминающие устройства были реализованы на основе ртутных линий задержки электроннолучевых трубок.

Все эти неудобства начали преодолевать путем интенсивной разработки средств автоматизации программирования, создания систем обслуживающих программ, упрощающих работу на машине и увеличивающих эффективность её использования. В середине 1950-х годов появились машинно-ориентированные языки типа языков символического кодирования (ЯСК), позволявшие вместо двоичной записи команд и адресов использовать их сокращённую словесную (буквенную) запись и десятичные числа. В 1956 году был создан первый язык программирования высокого уровня для математических задач – язык Фортран, а в 1958 году – универсальный язык программирования Алгол. Это, в свою очередь, потребовало значительных изменений в структуре компьютеров, направленных на то, чтобы приблизить её к требованиям, возникшим из опыта эксплуатации компьютеров.

Основные компьютеры первого поколения: