Лекция 2. Технические и программные средства реализации информационных процессов. История вычислительной техники

История вычислительной техники началась с попыток автоматизировать расчетные операции с помощью механических приспособлений.

Некоторые авторы в этой связи вспоминают простейшее счетное приспособление под названием абак (аналог русских счёт). Другие находят этот пример крайне неудачным и предлагают считать механические часы первым устройством для автоматических вычислений. Как бы то ни было, идея создания надежного механического помощника при расчетах зародилась много сотен лет назад.

В XVII веке французский ученый Блез Паскаль создал первую механическую суммирующую машину. Немного позднее Г.В. Лейбниц создал арифмометр, механически выполняющий четыре арифметических действия.

В XIX веке механические арифмометры стали широко использоваться при расчетах, появились первые машины с программным управлением. Английский математик Чарльз Бэббидж попытался построить универсальное вычислительное устройство (аналитическую машину) программируемое посредством перфокарт, но не сумел довести до конца свою работу. В России аналогичные устройства разрабатывал Чебышев П.Л.

Интересный факт: первым программистом мира стала графиня Ада Лавлейс, дочь поэта Дж. Байрона. В последующем в ее честь был назван язык программирования Ada.

Наибольшая активность разработки вычислительной техники пришлась на XX век, особенно на вторую его половину.

Эра электронных вычислительных машин началась в 30-х годах ХХ века с теоретических разработок А.Тьюринга (Англия) и Э.Поста (США).

В 40-х годах были созданы компьютеры на электромеханических реле. В 1941 году немецкий инженер Конрад Цузе первым построил такую машину. В 1943 американец Говард Эйкен создал свой компьютер «Марк-1», который использовался для военных расчетов.

В это же время начались работы над созданием компьютера на основе электронных ламп. В 1945 году американскими учёными Дж. фон Нейманом, Г.Голдстайном и А.Берксом были разработаны основные принципы построения цифровых вычислительных машин. В 1946-48 годах группа ученых в США создала компьютер «ENIAC», работавший в тысячу раз быстрее, чем «Марк-1». Руководили разработкой Джон Мочли и Преспер Экерт.

Развитие электронной вычислительной техники в СССР тесно связано с именем академика С.А. Лебедева, под руководством которого были созданы первые отечественные ЭВМ: в 1951 г. в Киеве – МЭСМ (Малая Электронная Счётная Машина) и в 1952 г. в Москве – БЭСМ (Быстродействующая Электронная Счётная Машина). Лебедев руководил и созданием БЭСМ-6 – лучшей ЭВМ второго поколения. Она обладала высоким быстродействием (около 1 миллиона операций в секунду) и выпускалась серийно до 1981 года. БЭСМ-6 широко использовалась при разработке и реализации отечественных космических программ.

В начале 60-х годов в советских организациях появились первые универсальные ламповые ЭВМ – «Минск» и «Урал». Для ввода и программ, и данных применялась бумажная перфолента, которую готовили на телеграфных аппаратах. Ввод перфоленты отнимал много сил и нервов у программистов: при перемотке на большой скорости лента часто рвалась, её приходилось склеивать и пробивать недостающие отверстия ручным дыроколом.

Компьютеры на основе электронных ламп были слишком дорогими, громоздкими (они занимали огромные залы), ненадежными (лампы часто перегорали) и потому не имели массового применения: они использовались только в крупных научных центрах, в космосе, в обороне, в метеорологии.

В 1948 году были изобретены транзисторы, заменившие электронные лампы. В конце 50-х появились первые компьютеры на их основе. Их размеры уменьшились в сотни раз, повысилась надежность. В 1965 году фирма Digital Equipment выпустила первый мини-компьютер PDP-8 размером с холодильник и стоимостью 20 тыс. дол.

В СССР появились машины второго поколения («Минск-2», «Минск-22», «Минск-32»), работавших на полупроводниковых схемах. На них для ввода информации, кроме перфоленты, стали применяться бумажные перфокарты, а для запоминания информации – магнитные ленты.

В 1959 г. Роберт Нойс (основатель фирмы Intel) изобрел интегральные схемы или чипы на основе кремниевых пластин. В 1970 г. М.Эдвард Хофф из Intel сконструировал первый микропроцессор размером менее 3 см. Это изобретение явилось прологом создания персональных ЭВМ.

В 1968 г. в США был выпущен первый компьютер третьего поколения, работавший на малых интегральных схемах. В этих машинах в качестве средства общения с ЭВМ стали использовать видеотерминальные устройства – дисплеи.

Наиболее типичные представители машин третьего поколения – IBM-360 и IBM-370 (США). В нашей стране созданы аналоги этих ЭВМ – машины единой системы (ЕС ЭВМ), которые выпускались как семейство машин различной производительности: ЕС-1022, ЕС-1035, ЕС-1066 и т. п.

Новые технологии создания интегральных схем позволили разработать в конце 70-х – начале 80-х годов ЭВМ четвёртого поколения, к которым относятся различного рода микро и мини ЭВМ. К этому же времени относят и создание персональных компьютеров (ПК).