история развития комптехники

У истоков компьютерной революции Во все времена людям нужно было считать. В туманном доисторическом прошлом они считали на пальцах или делали насечки на костях. Примерно около 4000 лет назад, на заре человеческой цивилизации, были изобретены уже довольно сложные системы счисления, позволяющие осуществлять торговые сделки, рассчитывать астрономические циклы, проводить другие вычисления. МЕХАНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА Закладка фундамента компьютерной революции происходила медленно и далеко не гладко. Отправной точкой этого процесса можно считать изобретение счетов, сделанное более 1500 лет назад. Этим устройством купцы пользовались для своих расчетов. В некоторых странах счеты применяются и по сей день. Вплоть до XVII в. счеты как вычислительный инструмент оставались практически вне конкуренции. Европейские мыслители той эпохи были увлечены идеей создания счетных устройств. Однако одним из самых плодотворных изобретателей был шотландец Джон Непер, изобретший таблицы логарифмов. Таблицы Непера были позже встроены в устройство, чрезвычайно ускоряющее процесс вычисления, - логарифмическую линейку. Она была изобретена в конце 1620-х годов. Теории логарифмов Непера суждено было найти обширные применения. Первым изобретателем вычислительных устройств механического типа стал гениальный француз Блез Паскаль. Сын сборщика налогов, Паскаль задумал построить вычислительное устройство, наблюдая бесконечные утомительные расчеты своего отца. В 1642 г., когда Паскалю было всего 19 лет, он начал работать над созданием суммирующей машины. Она представляла собой ящик с многочисленными шестеренками. При работе на "паскалине" складываемые числа вводились путем соответствующего поворота наборных колесиков. Каждое колесико с нанесенными на него делениями от 0 до 9 соответствовало одному десятичному разряду - единицам, десяткам, сотням... Избыток на 9 колесико "переносило", совершая полный оборот и продвигая соседнее слева колесико на 1 вперед. Другие операции выполнялись при помощи довольно неудобной процедуры повторных сложений. Первая машина, позволяющая легко производить вычитание, умножение и деление, была изобретена позже в том же XVII в. в Германии. Заслуга этого изобретения принадлежит гениальному человеку, творческое воображение которого казалось неисчерпаемым. Готфрид Вильгельм Лейбниц, видя, как много вычислений приходится делать его другу - астроному, в 1673 г. изготовил механический калькулятор. Этот механизм с движущимся элементом позволял ускорить повторяющиеся операции сложения, необходимые для перемножения или деления чисел. Само повторение тоже было автоматическим.
	Счеты
	Механический калькулятор Лейбница
ИЗОБРЕТЕНИЕ ПЕРФОКАРТ Следующая ступень в развитии вычислительных устройств как будто не имела ничего общего с числами, по крайней мере, вначале. В 1804 г. французский инженер Жозеф Мари Жаккар построил полностью автоматизированный ткацкий станок, способный воспроизводить сложнейшие узоры. Работа станка программировалась при помощи целой колоды перфокарт. Станок Жаккарда вызвал настоящую революцию в ткацком производстве. Однако самую важную роль перфокартам суждено было сыграть в программировании компьютеров. Из всех изобретателей прошлых столетий ближе всего к созданию компьютера подошел Чарльз Бэббидж. В 1833 г. он предложил схему "аналитической машины", которая состояла из "мельницы" - арифметического устройства, "склада" - устройства для хранения информации. Память вмещала до 100 сорокоразрядных чисел. "Аналитическая машина" так и не была построена. Лишь через 19 лет после смерти Бэббиджа один из принципов, лежащих в основе идеи "аналитической машины" , - использование перфокарт - нашел воплощение в действующем устройстве. Это был статистический табулятор, построенный американцем Германом Холлеритом с целью ускорить обработку результатов переписи населения, которая проводилась в США в 1890 г. В 1924 г., за пять лет до своей смерти Холлерит создал фирму IBM (International Business Machines Corporation). В 1930 г. профессор Ванневар Буш построил "дифференциальный анализатор". Это была первая машина, способная решать сложные дифференциальные уравнения, которые позволяли предсказывать поведение таких движущихся объектов, как самолет, или действие силовых полей. Первый универсальный компьютер изобрел и построил немецкий ученый Конрад Цузе. Машина Z1 имела клавиатуру для ввода условия задач. Цузе придумал очень остроумное и дешевое устройство ввода: он стал кодировать инструкции для машины, пробивая отверстия в использованной 35-миллиметровой фотопленке. Машина, работавшая с перфорированной лентой, получила название Z2. Цузе с энтузиазмом продолжал свою работу в одиночку до 1939 г. Но тут началась вторая мировая война.	Станок Жаккарда
	Герман Холлерит
	Конрад Цузе
Разработки военных лет В конце 1941 г., президент фирмы IBM направил телеграмму в Белый дом с предложением американскому правительству услуг своей корпорации. Тотальный характер войны требовал разработки технологий для создания нового оружия. КОМПЬЮТЕР - МОЩНОЕ ОРУЖИЕ Молодой гарвардский математик Говард Эйкен по заказу ВМФ США, при финансовой и технической поддержке IBM принялся за разработку новой машины, в основу которой легли непроверенные идеи XIX в. и надежная технология XX в. В 1943 г. была построена машина "Марк-1", производившая вычисления по десятичной системе. В Германии лидерство захватил Конрад Цузе. В 1941 г. он построил действующий компьютер - программно-управляемое устройство, основанное на двоичной системе счисления. Машина "Z3" была значительно меньше и дешевле машины "Марк-1". Как "Z3", так и её "преемник" "Z4" использовались для расчетов, связанных конструированием самолетов и ракет. В военные годы было создано много аппаратов для шифровки сообщений. Один из них - "Загадка" представлял собой электромеханический телепринтер, в котором шифровка сообщений производилась случайным поворотом рычагов. С 1943 г. вместо электромеханических реле в вычислительных машинах стали использовать вакуумные лампы. Одна из таких машин - "Эниак" (ENIAC - Elektronic Numerical Integrator and Computer - электронный цифровой интегратор и вычислитель) предназначалась для решения задач баллистики. Но в итоге оказалась способной решать задачи из самых различных областей. Конструкция машины выглядела фантастически сложной - предполагалось, что она будет содержать 17 468 ламп. Столь большое количество ламп, которые, перегреваясь, выходили из строя, приводило к частым поломкам. При 17 тыс. ламп, одновременно работающих с частотой 100 тыс. имп./с, ежесекундно возникало 1,7 млрд. ситуаций, в которых хотя бы одна из ламп могла не сработать. "Эниак" состоял более чем из 100 тыс. электронных компонентов и весил 30 тонн. По своим размерам (около 6 м. в высоту и 26 м. в длину) этот компьютер более чем вдвое превосходил "Марк-1" Говарда Эикена. Однако Двойное увеличение в размерах сопровождалось тысячекратным увеличением в быстродействии. По словам одного восхищенного репортера, "Эниак" работал "быстрее мысли". Следующая модель - машина "Эдвак" (EDVAC, от Electronic Discrete Automatic Variable Computer - электронный дискретный переменный компьютер) - была уже более гибкой. Её более вместительная внутренняя память содержала не только данные, но и программу. Инструкции теперь на "впаивались" в схемы аппаратуры, а записывались электронным способом в специальных устройствах - заполненных ртутью трубках. Такие устройства получили название "линии задержки". Существенно и то, что "Эдвак" кодировал данные уже не в десятичной системе, а в двоичной, что позволило значительно сократить количество электронных ламп.
	Преспер Эссерт и Джон Мочли создали первую мощную электронную цифровую машину "Эниак".
Эволюция интегральных схем 1 Июля 1948 г., через два с половиной года после публичной демонстрации первого в мире большого цифрового компьютера "Эниак", в самом конце газеты "Нью-Йорк таймс" была напечатана короткая заметка. СОЗДАНИЕ ТРАНЗИСТОРА В заметке сообщалось об изобретении нового устройства, "электронного прибора, транзистора, который может найти применение в радиотехнике вместо обычных электронных вакуумных ламп". Хотя позже транзистор был признан одним из важнейших изобретений века, в то время мало кто мог по достоинству оценить его. Транзисторы - это "нервные клетки" современного компьютера. Эту роль они заслужили своим быстродействием и надежностью при переключении и усилении электрических токов. Блокируя и переключая ток (включение-выключение) или поддерживая невысокое напряжение чуть выше заданного порога (низкое-высокое), они дают возможность логическим схемам компьютера работать в двух состояниях, т.е. в двоичной системе, на которой основана обработка информации во всех современных компьютерах. Выполняя те же функции что и электронная лампа, транзистор вместе с тем имел значительно меньшие размеры и был свободен от недостатков, присущих лампам: у него не было хрупкого стеклянного корпуса и тонкой нити накаливания, он не перегревался и потреблял гораздо меньше электроэнергии. Хотя изобретение транзистора было выдающимся научным достижением, он не сразу завоевал достойное его место. Из-за трудностей в производстве цена прибора оставалась высокой: лучшие образцы транзисторов строили до 8 долл. за штуку, в то время как цена лампы не превышала 75 центов. Однако в середине 50-х годов стоимость транзисторов резко снизилась. Дело в том, что раньше транзисторы изготавливали из германия, а в 1954 г. физик Гордон Тил изготовил транзистор из кремниевого кристалла. Кремний, основной компонент обычного песка - самый распространенный на Земле (после кислорода) химический элемент. Германий же - довольно редкий элемент, по цене выше золота .	Устройство транзистора
СОЗДАНИЕ ИНТЕГРАЛИНОЙ СХЕМЫ Первая в мире интегральная схема представляла собой тонкую германиевую пластинку длиной в 1 см. Это устройство еще не отличилось особым изяществом. Пять компонентов схемы были изолированы друг от друга благодаря своей форме в виде букв U,L и т.п. Крошечные проволочки, соединяющие компоненты схемы друг с другом и с источником питания, просто спаивались. Вся конструкция скреплялась воском. Тем не менее, схема работала. Был создан компьютер, состоявший из 587 интегральных схем, объем которого составлял около 40 см^3, т.е. в 150 раз меньше, чем у аналогичной машины старого образца. В 1964 г. на кристалле размером 7 см^2 умещалось 10 транзисторов, а к 1970 г. в кристалле того же размера содержалось уже не менее 100 элементов. К 1981 г. фирма "Хьюлетт-Пакард" выпустила микропроцессор, который перемножал два 32-битных числа за две миллионные доли секунды. Его быстродействие достигалось за счет работы 450 тыс. транзисторов, которые соединялись друг с другом 16 м. тончайших проводников из напыленного металла. Вся структура помещалась на кремниевом кристалле площадью порядка 1 см^2.	Интегральная микросхема Интегральная микросхема
Золотой век предпринимателей В период 1975-1981 гг. компьютерная технология претерпела настолько глубокие изменения, что эти годы ознаменовали собой поворотный пункт не только в истории вычислительной техники, но и во всей современной культуре. Благодаря кремниевому кристаллу некогда слоноподобный компьютер стал резко уменьшаться в размерах и цене. ПЕРВЫЕ ПЕРСОНАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ В 1975 г. идея персонального компьютера - машины, принадлежащей одному человеку, а не большой организации, - была лишь мечтой отдельных, наиболее ярых энтузиастов электроники. Одна из известнейших фирм - компания "Эпл компьютер" (Apple Computer) выросла из частного предприятия, почти не имевшего капитала и состоявшего из двух студентов, бросивших колледж и собиравших ЭВМ в одном из калифорнийских гаражей, в корпорацию, владевшую капиталом, который, по оценкам специалистов, превосходил миллиард долларов. В 1981 г. количество проданных персональных компьютеров перевалило за миллион. На каждом углу, словно грибы после дождя, появились магазины по продаже компьютеров. Производство персональных компьютеров разрослось и стало приносить огромные прибыли. У компьютеров того времени был существенный недостаток - очень высокая цена. Стоимость большинства первых моделей выражалась шестизначными числами, а сами они были достаточно громоздкими и требовали помещений приличного размера. Сотни людей, увлеченных электроникой, пытались построить собственные примитивные вычислительные машины, прежде чем появился коммерческий персональный компьютер. В 1974 г. в мартовском выпуске журнала радиолюбителей QST сообщалось о новом компьютере, который построила фирма "Селби" (Scelbi). Спустя всего четыре месяца у машины "Селби-8Н" появился первый конкурент. В журнале Radio Electronics была помещена статья, в которой рассказывалось о создании машины "Марк-8". Обе эти машины были основаны на новой интегральной микросхеме фирмы "Интел" - микропроцессоре 8008. Несмотря на ажиотаж, вызванный этими компьютерами среди энтузиастов-электронщиков, они, образно говоря, лишь подняли занавес перед началом спектакля. А начался он за неделю до рождества 1974 г., когда на обложке одного из журналов появилась реклама компьютера "Альтаир-8800", построенного на базе процессора "Интел-8080". Сообщалась цена набора: 379 долл. По словам одного из первых покупателей машины, "это был абсолютный, мгновенный, безумный успех". Успех "Альтаира" открыл дорогу и другим компаниям, которые заняли теперь прочные позиции в производстве персональных компьютеров.
	Эд Робертс, создатель микрокомпьютера "Альтаир"
СОЗДАНИЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ ОТРАСЛИ Пол Аллен, молодой программист из Бостона, в содружестве со студентом Гарвардского университета Биллом Гейтсом написали программу, реализующую для Альтаира популярный язык Бейсик (ВА81С, от Веginпегs Аll-Purpose Symbolic Instruction Соdе - символический универсальный язык программирования для начинающих). Впоследствии Гейтс и Аллен основали собственную фирму "Майкрософт" (Мiсгоsoft), ставшую затем одной из самых преуспевающих компаний по программному обеспечению в области персональных компьютеров. Одновременно существенные сдвиги произошли в аппаратной части компьютеров: двое студентов из Станфорда разработали устройство, позволившее выводить графическую информацию с "Альтаира" на цветной телевизионный экран. По прошествии всего года с момента появления первого "Альтаира" в производство персональных компьютеров включилось более двух десятков компаний. Стали издаваться журналы, целиком посвященные персональным компьютерам.	Пол Аллен и Билл Гейтс - основатели "Мiсгоsoft"
ОТ ЛЮБИТЕЛЕЙ К ПРОФЕССИОНАЛАМ Первой стала выпускать персональные компьютеры на чисто деловой основе фирма ИМСАИ (IMSAI, от Information Мапаgеment Sciепсе Associates, 1псогрогаted), базирующаяся в Сан-Леонардо, шт. Калифорния. Эта фирма, занимающаяся обработкой научной информации, предприняла ряд мер, стремясь придать компьютерам внешний блеск и заинтересовать ими деловой мир. Пренебрегая интересами любителей, благодаря которым родилось производство персональных компьютеров, фирма твердо решила ориентироваться не на индивидуальных покупателей, а на организации, нуждающиеся в оптовой закупке персональных компьютеров и использовании их для обработки конторской информации, а не в качестве занятной игрушки. Полуофициальным лозунгом фирмы стали слова "Сотвори чудо", которые часто произносили менеджеры ИМСАИ, ставившие перед собой, казалось бы, фантастические цели и неуклонно стремившиеся к их достижению. Однако машины фирмы ИМСАИ почти полностью копировали "Альтаир" и были лишь немногим удобнее его.
Пережив стремительный взлет и не менее стремительное падение, фирма ИМСАИ окончательно разорилась в 1979 г. - примерно в то самое время, когда корпорация "Пертек" начала сворачивать производство компьютеров "Альтаир". В последующие два года три другие фирмы вступили в борьбу. "Тэнди рэдио шэк", ТРШ (Тапdу Radiо Shасk) и "Коммодоре интернэшнл" (Соmmоdore Iпtегпаtioпа1), лидировали в продаже микрокомпьютеров. Но молодая компания со странным названием "Эпл компьютерс" [Арр1е (яблоко) Соmputers] едва сводила концы с концами. Фирма "Коммодоре" первой выпустила свой компьютер "Пет" (РЕТ, от Регsопаl Еlесtгоniс Тгапsасtог- персональное электронное устройство обработки данных). Компания. "Тэнди рэдио шэк" владела сетью магазинов в Техасе, торговавших электронными деталями и комплектами для различных устройств, начиная от любительских радиоприемников до стереофонических проигрывателей. Таким образом, фирма имела возможность привлечь к своей продукции любителей электроники, мечтавших о собственном компьютере. Фирма решила разработать модель, которая должна была расширить возможности пользователя, не вынуждая его возиться с ручными переключателями и считывать данные по мигающим огонькам.	В 1977 г. были запущены в массовое производство три персональных компьютера: Apple-2 (фирма "Эпл"), PET (фирма "Коммодоре"), TRS-80 (фирма "Радио шек").
Первая модель ТК5-80 была построена на основе новейшего микропроцессора 2-80, весьма похожего на "Интел-8080", но с лучшими рабочими характеристиками (2-80 производила компания "Зайлог" (211о§), основанная бывшими сотрудниками фирмы "Интел"). Для удобства ввода и вывода данных Лейнинджер соединил компьютер с телевизионным видеомонитором и клавишным устройством типа пишущей машинки, добавив также кассетный магнитофон, на котором были записаны программы и данные. Спрос все время оставался настолько высоким, что компания не могла удовлетворить его почти в течение года. К концу 1978 г. компания "Тэнди рэдио шэк" с ее прекрасно налаженной системой распределения продукции опередила фирму "Коммодоре" по числу проданных компьютеров. .Однако в это соперничество двух машин вмешалась третья - компьютер фирмы "Эпл". Образованная весной 1976 г., эта поначалу малопреуспевающая компания не смогла завоевать мир своей первой машиной "Эпл-1", продав лишь 200 экземпляров. Однако несколько лет спустя компания настолько уверенно заняла господствующее положение на рынке персональных компьютеров и покрыла себя такими легендами, что многие люди были искренне убеждены, что "два Стива", основатели фирмы Стевен Возняк и Стивен Джобс, были также основателями всей отрасли - производства персональных компьютеров.
НЕБЛЕСТЯЩИЙ ДЕБЮТ Машина, продемонстрированная Возняком на одном из собраний клуба "Хоумбрю" осенью 1975 г., хотя и не подвела своего создателя, была встречена без особого энтузиазма. Так много любителей приносили до него подобные самоделки, что Возняк и его машина не произвели на избалованную публику сильного впечатления. Лишь немногие его коллеги заинтересовались тем, как он использовал новый микропроцессор 6502 фирмы "МОП-текнолоджи". Хотя это устройство было менее известно, чем популярный процессор "Интел 8080", применявшийся в компьютерах "Альтаир", стоило оно значительно дешевле-всего 20 долл. Идея сделать эту машину коммерческой принадлежала Стивену Джобсу. Он уговорил друга наладить производство компьютера для продажи членам клуба, а также для поставки в только что появившиеся в округе компьютерные магазинчики. В апреле 1976 г. друзья подписали контракт, тем самым официально оформив свое давнишнее партнерство. Так родилась компания "Эпл компьютерс". Первое рабочее помещение фирмы "Эпл" размещалось в лишней спальне дома, принадлежавшего родителям Джобса. Там "два Стива" собрали 50 машин для продажи в компьютерном магазине "Байт", где работал Стив Лейнинджер. По мере расширения дела они перебрались в гараж и там продолжали сборку машин. В то же самое время Возняк усовершенствовал конструкцию компьютера- это был шаг к знаменитой модели "Эпл-2", которую ожидал феноменальный успех. Возняка отыскал нескольких специалистов по рекламе, готовых вложить капитал в его предприятие. Одним из них был Майк Маркулла, бывший администратор фирмы "Интел". Он вложил в их дело немного денег, и, пользуясь своими связями в деловом мире, привлек дополнительные капиталовложения и хороших администраторов. Под руководством Маркуллы "Элл" превратилась в корпорацию. Это произошло в первую неделю 1977 г. - немногим более года после того, как Возняк отвез свой первый компьютер "Элл" в клуб "Хоумбрю". Через несколько месяцев новое изделие корпорации "Эпл компьютерс", машина "Эпл-2", было продемонстрировано на Компьютерной ярмарке, состоявшейся в Сан-Франциско. Теперь принято считать, что именно "Эпл-2" раз и навсегда открыл широкую дорогу перед новой индустрией-производством персональных компьютеров. За один только год корпорация продала продукции на 2,7 млн. долл. В течение ряда последующих лет фирмы первого поколения (МИТС и ИМСАИ) прекратили свое существование, тогда как "Элл" продолжала разрастаться невероятными темпами. К 1980 г., когда корпорация "Эпл" вышла на Уолл-стрит с самым крупным капиталом в акциях (со времен автомобильной компании "Форд"), ее годовой доход составлял 117 млн. долл.
В результате выхода корпорации в мир большого бизнеса Возняк и Джобс стали обладателями капитала, в сумме составлявшего около 400 млн. долл. Однако пик успеха компьютеров фирмы "Эпл " пришелся как раз на период, когда завершалась целая эпоха в индустрии, рожденной этим успехом. Уже в следующем году корпорация IBM изготовила свой персональный компьютер - IВМ РС, с появлением которого началась новая эпоха. За удивительно короткий период времени, с середины 70-х до начала 80-х гг., новая индустрия перекочевала из гаражей хэкеров в залы, где проходят совещания директоров корпораций.	Компьютер IBM PC
Заключение Современные компьютеры сильно отличаются от своих предшественников. Новейшие технологии позволили довести компьютер до совершенства. Но, как известно, совершенства не бывает и по этому развитие вычислительной техники не остановится никогда. Современный компьютер обзавелся множеством вспомогательных приспособлений(модем,принтер, сканер), расширяющих область применения вычислительной техники. Сегодня невозможно представить себе мир без компьютера.
От автора Автор: Бородай Сергей Сергеевич Использована литература: "Знакомьтесь: компьютер"(1992 г.), "Информация, алгоритмы, ЭВМ"(В.Н. Касаткин, 1991 г.), "Беседы об информатике"(А. Шилейко, Т. Шилейко, 1989 г.), "Кибернетика"(В. Пекелис, 1990 г.), "Два путешествия с компьютером"(А. Бачило, И. Ткаченко, 1990 г.), "Информатика. Энциклопедический словарь для начинающих"(Д. А. Поспелов, 1994 г.)