10

1. История развития вычислительной техники

1. История развития вычислительной техники

В V веке до нашей эры в Греции и Египте появились счеты .

Первая механическая счётная машина для сложения чисел (машина Блеза Паскаля) была изобретена в 1645 г.

Первый механический арифмометр изобрёл Готфрид Лейбниц (примерно в 1680 г.).

Проект первой модели программируемой (с использованием аналога перфокарты) механической аналитической машины с памятью на 1000 слов по 50 разрядов разработал Чарльз Бэббидж (профессор Кембриджского университета, 1820-1856 гг.). Машина не была реализована в связи с отсутствием на тот период времени необходимой элементной базы.

Первые алгоритм и программу для машины Ч. Бэббиджа составила в 1846 г. Августа Ада Лавлейс (дочь Байрона). В её честь получил имя алгоритмический язык программирования «Ada», который используется министерством обороны США.

Первая в мире непрограммируемая (т.е. с «жесткой логикой») ЭВМ «Z3» была создана в 1941 г. в Германии, автор – Конрад Цузе. Элементная база – реле. Применялась для разработки летательных аппаратов. Данная ЭВМ фактически является первой машиной I поколения ЭВМ, однако первыми ЭВМ считаются английский Colossus (1943 г.) и американский ENIAC (1946 г.) на вакуумных лампах.

Первая программируемая ЭВМ общего назначения «ЭНИАК» (Electronic Numerical Integrator and Calculator) была собрана в 1946 г. в США из 17000 электронных ламп, 900 км проводов; масса 30 т, а производительность 100000 операций/с. Для изменения программы требовалась перекоммутация шнуров, что занимало несколько дней.

Первый микропроцессор – 4-разрядный однокристальный процессор «Intel 4004» - был разработан фирмой Intel в 1971 г., производительность 0,05 млн. операций в секунду, вес 28 г.

Архитектура цифровой ЭВМ с процессором и размещением данных и программы их обработки в памяти компьютера (современная архитектура) была разработана Джоном фон Нейманом.

Первая цифровая вычислительная машина в России МЭСМ (малая электронная счётная машина) была разработана в 1950-1951 гг. под руководством академика Лебедева.

1.2. Поколения компьютеров (в соответствии с развитием элементной базы):

1. Ламповые ЭВМ (1945-1955 гг.).

2. Транзисторные ЭВМ (1955-1965 гг.).

3. ЭВМ на малых и средних интегральных микросхемах (с 1965 г.).

4. ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных микросхемах (СБИС), начиная с 1976 г.

5. Новое (находится в разработке) поколение ЭВМ на основе квантовой механики, опто- и криоэлектроники.

В СССР были предложены следующие названия микросхем в зависимости от степени интеграции, разная для цифровых и аналоговых микросхем (указано количество элементов для цифровых схем):

• малая интегральная схема (МИС) — до 100 элементов в кристалле,

• средняя интегральная схема (СИС) — до 1000 элементов в кристалле,

• большая интегральная схема (БИС) — до 10000 элементов в кристалле,

• сверхбольшая интегральная схема (СБИС) — до 1 миллиона элементов в кристалле,

• ультрабольшая интегральная схема (УБИС) — до 1 миллиарда элементов в кристалле,

• гигабольшая интегральная схема (ГБИС) — более 1 миллиарда элементов в кристалле.

В настоящее время название УБИС и ГБИС практически не используется (например, последние версии процессоров Itanium, 9300 Tukwila, содержат два миллиарда транзисторов), и все схемы с числом элементов, превышающим 10 000, относят к классу СБИС, считая УБИС его подклассом.

П О К О Л Е Н И Я  Э В М	ХАРАКТЕРИСТИКИ
	I	II	III	IV
Годы применения (ориентировочно)	1946-1958	1958-1964	1964-1972	1972 - настоящее время
Основной элемент	Эл.лампа	Транзистор	ИС	БИС
Количество ЭВМ в мире (шт.)	Десятки	Тысячи	Десятки тысяч	Миллионы
Быстродействие (операций в сек.)	10^3-14^4	10^4-10^6	10^5-10^7	10^6-10^8
Носитель информации	Перфокарта, Перфолента	Магнитная Лента	Диск	Гибкий и лазерный диск
Размеры ЭВМ	Большие	Значительно меньше	Мини-ЭВМ	микроЭВМ