40. Охарактеризуйте основные научно-технические достижения, послужившие основой появления первых компьютеров.

Огромные достижения в области физики и математики позволили в 30-40-х гг. ХХ в. совершить решающий прорыв в создании полностью автоматизированных расчетных устройств.

В 1936-37 гг. английский математик Алан Тьюринг разработал теоретическую модель компьютера – так называемую машину Тьюринга, позволяющую понять, как должен работать цифровой компьютер.

Тьюринг строго математически доказал, что придуманное им примитивное устройство способно решать весьма сложные арифметические и логические задачи даже при очень небольшом числе символов, используемых для обозначения команд и обрабатываемых данных. Символами чисел могут быть сами числа.

Ленты с записанными на них командами и данными легко менять, и поэтому компьютер, работающий по данной схеме, может справится с любой задачей обработки информации, если удастся изложить алгоритм решения на языке символов, понятных машине.

Именно в лаборатории IBM в 1944 г. группой ученых под руководством Говарда Айкена была сконструирована первая автоматическая вычислительная машина, получившая название Mark I.

В декабре 1939 г. Атанасов с ассистентами, детально изучив разработанные к тому времени устройства для математических расчетов и возможности электронных вакуумных ламп, создал первый образец электронной машины для решения линейных уравнений, который они так и не смогли запатентовать.

Первая полностью механическая машина Z1 была построена к 1938 г. Управление осуществлялось с перфоленты, память имела объем 16 чисел по 24 бит. Надежность машины оказалась весьма низкой и разработчик решил заменить все механические элементы на электромеханические реле. В 1939 г. была построен промежуточный вариант – машина Z2, которая представляла собой арифметическое устройство из 200 старых телефонных реле с механической памятью, а в 1941 г. была завершена разработка машины Z3 – электромеханического программно управляемого универсального устройства для вычислений, которая стала первым в истории материальным воплощением аналитической машины Бэббиджа.

В 1942 г. Цузе приступил к созданию более мощной машины Z4. Планировалось предоставить программисту больше возможностей по написанию гибких программ. Для этого был создан первый в истории язык программирования Plankalkul.

После войны Нейман приступил к разработке собственного компьютера, который был впервые продемонстрирован в 1952 г.

В ходе разработки Нейманом были сформулированы основные принципы организации ЭВМ. Основными элементами машины являются: устройства ввода-вывода информации; память; процессор, состоящий из арифметико-логического устройства и устройства управления.

Машину созданную Дж. фон Нейманом можно считать основным представителем машин первого поколения.

41. Основные особенности машин первого поколения.

Основой элементной базой машин первого поколения (середина 40-х - середина 50-х гг.) были электронно-вакуумные приборы. Это были очень массивные, занимающие большую площадь и потребляющие много электроэнергии машины. Они были рассчитаны на монопольный режим использования, т.е. в распоряжении пользователя были все ресурсы ЭВМ и ее управление. При этом 90% времени машина простаивала в ожидании команд.

Однако, несмотря на столь «ужасные» по сегодняшним меркам технические параметры, высокую стоимость и все организационные сложности эксплуатации первых ЭВМ, насущные потребности общества в повышении производительности средств информационной обработки были столь велики, что уже в 1950 г. была создана первая ЭВМ для коммерческой реализации – UNIVAC-1. Одной из наиболее распространенных серийных машин первого поколения является ЭВМ IBM-701 одноименной фирмы, практически сразу захватившей лидерство на рынке вычислительной техники.

Машины первого поколения в основном использовались для повышения эффективности решения задач по уже имеющимся или легко формализуемым алгоритмам и в этом наши ЭВМ ничем не уступали.