Adjon egyértelmű választ a „Ki találta fel a számítógépet” kérdésre? valójában nem ilyen egyszerű. Sok más találmányhoz hasonlóan sok, különböző országokban dolgozó ember járult hozzá a számítógép megjelenéséhez, és arra a kérdésre, hogy valójában melyik eszközt érdemes első számítógépnek nevezni, különböző válaszok adhatók. adott. Tehát ez a bejegyzés a számítógép feltalálóiról szól.
Mi az a számítógép? Egyrészt a számítógépet a számítástechnika egy fajtájának tekintik, de fontos jellemzője legyen, hogy ne csak számításokat végezzen, bár bonyolultakat, hanem valamilyen önkényesen meghatározott programot is végrehajtson. Vagyis a csak bizonyos problémák megoldására tervezett eszközök nem felelnek meg a számítógép definíciójának, a számítógép egy univerzális számítástechnikai eszköz, amely programozható.
A számítógépek története a 19. században kezdődik. 1808-ban a francia szövő, Joseph Marie Jacquard (vagy Jacquard) feltalál egy szövőszéket, amely nemcsak szövetet, hanem tetszőleges mintázatú szövetet is tud készíteni. Valójában egy programozható gép volt. A mintát meghatározott sorrendben fúrt lyukakkal ellátott lemezek - lyukkártyák - segítségével állították be.
Lyukkártyák a Jacquard géphez
1832-ben Szemjon Nyikolajevics Korszakov orosz feltaláló kiadott egy tervet speciális gépekhez, amelyek lyukkártyákkal dolgoznak fel információkat. Valójában ezek adatbázis-gépek voltak. A találmány azonban nem kapott hivatalos támogatást, a projektet felülvizsgáló bizottság azt a véleményt fogalmazta meg, hogy „Korszakov úr túl sok intelligenciát fordított arra, hogy megtanítsa másokat az intelligencia nélkül való megküzdésre”.
Ki találta ki az első programozható számítástechnikai eszköz, azaz a számítógép tervezését? Ez az ember angol volt Charles Babbage. Babbage rendkívül sokoldalú ember volt, de leginkább számítógépes terveiről ismert. 1822-ben épített egy gépet logaritmikus táblázatok számítására, ez a gép később kis különbségű gépként vált ismertté. Babbage ekkor döntött úgy, hogy megépíti a differenciamotor teljes körű változatát, támogatást kapott a kormánytól, de nem tartotta be sem a határidőt, sem a finanszírozás mértékét. A kezdeti három év és 1500 font helyett Babbage 11 évet és 17 000 fontot költött, de soha nem fejezte be a gépet. Csak 1991-ben, Babbage bicentenáriuma alkalmából készült el Londonban ennek a különbségmotornak a működő változata.
Babbage különbségi motorja
A differenciálmotor meglehetősen összetett, de még mindig nagyon speciális számítástechnikai eszköz. Nem nevezheted számítógépnek. Azonban a különbségi motoron való munka során Babbage kifejlesztett egy projektet egy még összetettebb és univerzálisabb analitikai motorhoz, amely valójában egy mechanikus számítógép volt. Ennek a gépnek volt egy blokkja a számok tárolására, és maga is lyukkártyákra írt program szerint tudott számításokat végezni. Sajnos az autó túl bonyolult volt, és még ma sem merték reprodukálni a rajongók.
A 19. században és a 20. század elején a számítástechnika fejlődése tovább folytatódott, de továbbra is a magasan specializált számítástechnikára szánták. 1936-ban Alan Turing angol matematikus egy tetszőleges számításokra alkalmas absztrakt gépet írt le. A leírt gépet Turing-gépnek hívták. Valójában Turing meghatározta azokat a kritériumokat, amelyek alapján meg lehet állapítani, hogy egy számítástechnikai gép univerzális-e.
Alan Turing
A 30-as évek végére két lehetőség nyílt számítógépek építésére. Elterjedtebbek voltak az elektromechanikus gépek, amelyek elektromos és mechanikai elemeket kombináltak. Nagyon lassan számoltak – egy művelet több másodpercig is eltarthat. De ebben az időben egy másik koncepció jelent meg - a vákuumlámpák elemként való használata. A vákuumcsöves gépek - az elektronikusak - sokkal gyorsabban tudtak számolni, de a csövek drágák és nem túl megbízhatóak voltak, és gyakran kiégtek.
Az első számítógépek a harmincas évek vége és a negyvenes évek vége között jelentek meg. A kérdés csak az, hogy melyik eszköz tekinthető az első igazi számítógépnek? Nézzük a jelölteket.
1) Konrad Zuse autói
Konrad Zuse német mérnök volt, aki saját kezdeményezésére kezdett számítógépeket fejleszteni. 1938-ban saját pénzéből kifejlesztette és megépítette az első elektromechanikus gépet, a Z1-et, és programozási képességeket is implementált benne, de az nem működött megbízhatóan. 1939-ben kezdődött a második világháború, és Zuse-t a frontra hívták, ahonnan sikerült visszatérnie, és megalkotta autójának második változatát - a Z2-t, majd 1941 elején - a Z3-at. Valószínűleg ezek a gépek voltak az első ténylegesen működő elektromechanikus számítógépek. 1941-ben Zuse-t ismét a frontra hívták. Hiába bizonygatta a Wehrmacht vezetése számára számítógépei fontosságát, nem akartak hallgatni rá. Csak a Henschel repülőgépgyártó cég beavatkozása után, ahol Zuse korábban mérnökként dolgozott, végre visszatérhetett számítógépein dolgozni. Feltételezték, hogy ezeket a repülőgépek aerodinamikai paramétereinek kiszámítására fogják használni. A Wehrmacht vezetése azonban nem lelkesedett a fejlesztésekért, és nem látott bennük különösebb értéket, nagyon vonakodott a finanszírozástól. A következő modellt, a Z4-et csak a háború után készítette el Zuse. 1950-ben eladta ezt a modellt Svájcnak.
Z3 (restaurált példány) egy német múzeumban
A Z3 egy lyukszalagról tudott programot olvasni és aszerint végezni számításokat. Ez a gép azonban elektromechanikus volt, így nagyon lassan működött, és nem tudott kifejezetten feltételes ugrási utasításokat végrehajtani, amelyeket a számítógépes programok fontos összetevőjének tartanak. Tekinthető a Z3 a világ első számítógépének, Konrad Zuse pedig a feltalálójának? Vannak, akik szerint igen, vannak, akik szerint nem.
2) Atanasov-Berry számítógép
1942-ben bolgár származású amerikai matematikus János Atanasovés az őt segítő Clifford Berry mérnök megépítette az első 100%-ban mechanikus alkatrészek nélküli elektronikus számítógépet. Ez a gép nem volt univerzális, és főként lineáris egyenletek megoldására szolgált, azonban 1973-ban az Egyesült Államok Szövetségi Kerületi Bírósága „első számítógépként” ismerte el. Lehet, hogy ebből a gépezetből valami több jött volna ki, ha Atanasovot nem hívják be az amerikai hadseregbe.
Atanasov-Berry számítógép
3) Brit „bombák” és „kolosszusok”
A második világháború idején a britek azzal a feladattal szembesültek, hogy megfejtsék a német üzeneteket. A német kódokat kézzel nem lehetett feltörni. Aztán a britek a számítógépek segítségéhez folyamodtak.
1940-ben Nagy-Britanniában a projekt szerint Alan Turing Az első elektromechanikus számítógépet a német Enigma kód megfejtésére építették. "Bombának" hívták. Az egyik ilyen gép 2,5 tonnát nyomott, és hogy a lehető legtöbb üzenetet megfejtsék, 1944-re a britek 210 ilyen gépet építettek.
"Bomba"
De a fontos üzenetek továbbítására a németek egy másik, még bonyolultabb Lorenz-kódot használtak. Ennek megfejtésére egy „Colossus” néven nagy teljesítményű elektronikus számítógépet terveztek és építettek (10 darab mennyiségben). Programozható volt és a maga korához képest elég erős, de még mindig nem univerzális, hanem egy nagyon speciális gép. Egy angol mérnök tervezte a Colossit és felügyelte az építését. Tommy Flowers.
4) ENIAC
Költözzünk az USA-ba. 1943-ban a Pennsylvaniai Egyetem tudósai John MauchlyÉs John EckertÚgy döntöttek, hogy egy nagy teljesítményű elektronikus számítógépet építenek. Főleg tüzérségi táblázatok kiszámítására kellett volna használni - ez egy unalmas és fáradságos munka, amelyet az amerikai hadsereg bízott az egyetemre. Korábban a táblázatokat az emberek összeadó gépekkel számolták ki, és ez sok időt vett igénybe. A készüléket ENIAC-nak hívták. Az ENIAC, az Electronic Numerical Integrator and Calculator rövidítése, és 2400-szor gyorsabban tud számításokat végezni, mint egy ember egy összeadógéppel.
ENIAC
Az ENIAC 1945 őszére épült. Több mint 10 ezer vákuumcsövet tartalmazott, körülbelül 27 tonnát nyomott és 150 kW áramot fogyasztott. Ekkorra megszűnt a tüzérségi táblázatok kiszámításának sürgető igénye, és a számítógépet más célokra kezdték használni, például egy hidrogénbomba robbanásának kiszámításához, a szuperszonikus repülőgépek aerodinamikájához és az időjárás-előrejelzésekhez.
Az ENIAC minden különösebb fenntartás nélkül igazi számítógépnek tekinthető. Ez egy teljesen elektronikus, általános célú számítástechnikai gép volt, amely bemutatta a számítógépekben rejlő lehetőségeket. Ráadásul az ENIAC lett az első széles körben ismert számítógép, Zuse és Atanasov gépeiről később kerültek elő információk, és Churchill parancsára titkosították (és szinte mindegyiket megsemmisítették) a brit titkosító számítógépeket. Az ENIAC tehát valószínűleg megérdemelte a világ első számítógépe címet.
Ennek ellenére az ENIAC-cal való munka továbbra sem volt túl kényelmes. A számítógép programozása a kábelek és kapcsolók helyzetének megváltoztatásával történt, és a számításokra való felkészülés sokszor sokkal tovább tartott, mint maguk a számítások. Még munkája befejezése előtt az amerikai matematikus Neumann János olyan architektúrát javasoltak a jövőbeni számítógépekhez, amelyek az utasításokat és az adatokat a memóriában tárolják. Ez az architektúra lett a későbbi számítógépek fejlesztésének alapja.
Foglaljuk össze, és végül válaszoljuk meg, ki találta fel a számítógépet. Így vagy úgy, hogy részt vett az első számítógépek feltalálásában és létrehozásában:
- Charles Babbage - a (mechanikus) számítógép első tervének szerzője;
- Alan Turing - leírta egy univerzális számítógép tervezését, a brit "Bomb" dekódoló elektromechanikus számítógép tervezője;
- Konrad Zuse - az első elektromechanikus programozható számítógép megalkotója;
- John Atanasov - az első elektronikus, nem programozható számítógép megalkotója;
- Tommy Flowers - a "Colossus" brit dekódoló elektronikus számítógép tervezője;
- John Mauchly és John Eckert - az első univerzális ENIAC elektronikus számítógép tervezői;
- John von Neumann, az első amerikai számítógépek fejlesztésének egyik résztvevője javasolta azt az architektúrát, amely minden modern számítógép tervezésének alapját képezi.
A hordozható számítástechnikai eszközöket első megjelenésükkor nagy szkepticizmussal tekintették. A legtöbbet a második világháború után, 1946. február 14-én hozták létre amerikai fejlesztők. Rendkívül masszív volt és sok komponensből állt, szoftveres és hardveres tulajdonságaiban pedig nem állt távol a számológéptől.
A legelső ENIAC számítógép megalkotása
Az ENIAC régóta és keményen dolgozik egy hordozható eszköz létrehozásán. Természetesen kutatási tevékenységük sokrétű volt. De már előttük is voltak kísérletek számítógép létrehozására. Például már a többtonnás ENIAC megalkotása előtt is teszteltek hasonló prototípusokat, de műszaki hiányosságok miatt nem tudták azokat elkészíteni.
A tudósok világszerte a legelső számítógép megalkotásával voltak elfoglalva. A fejlesztés befejezésének éve 1946 volt. Az ENIAC számítógépet már február 14-én bemutatták a nagyközönségnek a demokratikus Egyesült Államokban. Méretében egy kisebb, nála nagyobb házhoz hasonlított, súlya körülbelül 30 tonna volt, az elektronikai lámpák száma pedig egy kis várost is meg tudott világítani - 18 ezer volt.
Egy kicsit az első számítógépről
Ilyen hatalmas méretek mellett a számítási teljesítmény 5000 művelet volt másodpercenként. Az ENIAC valamivel több mint 9 évig dolgozott, és újrahasznosításra küldték. Ezt a tömböt egy öt fős mérnökből álló csoport készítette. Az internetes technológiához hasonlóan a legelső számítógép elkészítését is a katonaság rendelte el. A késztermék fejlesztése és előzetes tesztelése után az amerikai légierőhöz került.
A számítógép tizenhét méter hosszú volt, feje 765 ezer különféle alkatrészből állt. A fejlesztés körülbelül félmillió dollárba került. Az autó magassága körülbelül 2,5 méter volt. A készülék a Harvardon volt. Az első számítógép létrehozásának dátuma azonban formálisan 1944-re esett, amikor először tesztelték.
Amerikai stílusú készülékparaméterek
Mint korábban említettük, az 1946-os számítógép nem érte el a mai hordozható számítógépek szintjét. Íme a paraméterei és főbb jellemzői:
- A számítógép több mint 4,5 tonnát nyomott.
- A házban lévő vezetékek teljes hossza 800 kilométer volt.
- A számítási modulokat szinkronizáló tengely 15 méter hosszú volt.
- A legegyszerűbb (összeadás és kivonás) matematikai műveletekhez 0,33 másodperc kellett a számítógépnek.
- A felosztás 15,3 másodpercig tartott, és egy kicsit gyorsabban, mindössze 6 másodperc alatt szorzott.
Óriási erőforrásokat költöttek a legelső számítógép létrehozására. Az esemény éve 1946.
A legelső kísérletek primitív elektronikus számítástechnikai eszközök létrehozására
Az Orosz Birodalom egyik tudósa, A. Krylov 1912-ben képes volt kifejleszteni az első gépet komplex differenciálegyenletek kiszámítására. Mindössze 15 évvel később, 1927-ben amerikai fejlesztők tesztelték az elsőt
Még a nácik is fejlesztenek számítógépeket. Egy évvel a második világháború kitörése előtt, 1938-ban a német tudós, Konrad Zuse megalkotta egy programozási komponenssel ellátott számítógép digitális modelljét, a Z1 nevet kapta. 1941-ben pedig a „Z first” számos fejlesztésen esett át, és megkapta a végleges Z3 nevet. Ez a modell sokkal inkább egy modern laptopra emlékeztetett.
Az ABC prototípus véglegesítése
Az amerikai John Atanasov fejlesztő 1942-ben vezette az ABC modellszámítógép fejlesztését. De behívták a hadseregbe, és a számítógép létrehozását egy ideig felfüggesztették. Modelljét a John Mauchly vezette fejlesztők egy másik csoportja kezdte tanulmányozni. Ennek eredményeként megkezdte saját munkáját az ENIAC számítógép megalkotásán.
Ő szülte meg elsőként azt a kettes számrendszert, amelyet a mai napig használnak PC-inkben. A számítógép eredeti célja az volt, hogy segítse a katonaságot bizonyos problémák megoldásában. Hozzájárultak a tüzérség és a légierő bombázási számításainak automatizálásához.
Az első számítógép létrehozása a Szovjetunióban
A Szovjetunió nem maradt el a globális trendektől. Az S.A. laboratóriumában Lebegyev kifejlesztette az első számítógépes modellt Eurázsia-szerte. A szovjet elektronikus számítástechnikai struktúra első sikerét további, kevésbé hangosak, de a tudomány számára rendkívül hasznosak követték.
A szovjet tudósok kifejlesztettek és teszteltek egy kis elektronikus adagológépet, vagy röviden MESM-et. Ez egy nagyobb számítástechnikai berendezés modellje volt.
Az első szovjet elektronikus számítógépet Kijev város közelében tervezték és helyezték üzembe. Szergej Lebegyev (1902-1974) nevéhez fűződik az első számítógép megjelenése az Unióban és a kontinentális Európa területén. 1997-ben a világ tudományos közössége a számítástechnika úttörőjeként ismerte el, és ugyanebben az évben a Nemzetközi Számítógépes Társaság kitüntetést adott ki a következő felirattal: „S.A. Lebegyev - a Szovjetunió első számítógépének fejlesztője és tervezője. A szovjet számítástechnika megalapítója." Összesen az akadémikus közvetlen részvételével 18 elektronikus számítógépet hoztak létre, amelyek közül 15 tömeggyártásba került.
Szergej Alekszejevics Lebedev - a Szovjetunió számítástechnika alapítója
1944-ben, miután kinevezték az Ukrán SSR Tudományos Akadémia Energetikai Intézetének igazgatójává, az akadémikus és családja Kijevbe költözött. Még négy hosszú év van hátra egy forradalmi fejlemény létrejöttéig. Ez az intézet két területre szakosodott: elektrotechnikára és hőtechnikára. Az igazgató határozott akarattal két, nem teljesen összeegyeztethető tudományos irányt választ el, és az Elektronikai Intézet élén áll. Az intézet laboratóriuma Kijev külvárosába (Feofania, egykori kolostor) költözik. Itt válik valóra Lebegyev professzor régóta fennálló álma – egy elektronikus digitális számológép megalkotása.
A Szovjetunió első számítógépe
1948-ban összeállították az első hazai számítógép modelljét. A készülék a 60 m2-es helyiség szinte teljes területét elfoglalta. Annyi elem volt a tervezésben (főleg a fűtés), hogy a gép első indításakor annyi hő keletkezett, hogy a tető egy részét is le kellett bontani. A szovjet számítógép első modelljét egyszerűen kis elektronikus számítástechnikai gépnek (MESM) hívták. Percenként akár háromezer számítási műveletet is tudott végrehajtani, ami akkori mércével mérve rendkívül magas volt. A MESM az elektronikus csőrendszer elvét alkalmazta, amelyet már a nyugati kollégák is kipróbáltak („Colossus Mark 1” 1943, „ENIAC” 1946).
A MESM-ben összesen mintegy 6 ezer különféle vákuumcsövet használtak, a készülék 25 kW teljesítményt igényelt. A programozás adatbevitellel lyukszalagról vagy kódok begépelésével történt egy dugaszoló kapcsolón. Az adatkiadás elektromechanikus nyomtatóeszközzel vagy fényképezéssel történt.
MESM paraméterek:
- bináris számlálórendszer fix ponttal a legjelentősebb számjegy előtt;
- 17 számjegy (karakterenként 16 plusz egy);
- RAM kapacitása: 31 a számokhoz és 63 a parancsokhoz;
- funkcionális eszköz kapacitása: hasonló a RAM-hoz;
- háromcímes parancsrendszer;
- elvégzett számítások: négy egyszerű művelet (összeadás, kivonás, osztás, szorzás), összehasonlítás az előjel figyelembe vételével, eltolás, összehasonlítás abszolút értékben, parancsok összeadása, vezérlés átadása, számok átadása mágnesdobról stb.;
- ROM típusa: trigger cellák mágneses dob használatának lehetőségével;
- adatbeviteli rendszer: szekvenciális, programozási rendszeren keresztüli vezérléssel;
- monoblokk univerzális aritmetikai eszköz, amely párhuzamos hatást fejt ki triggercellákon.
A MESM maximálisan lehetséges önálló működése ellenére a hibaelhárítás továbbra is manuálisan vagy félautomata szabályozással történt. A tesztek során több probléma megoldására is felkérték a számítógépet, ami után a fejlesztők arra a következtetésre jutottak, hogy a gép képes az emberi elme irányításán kívül eső számítások elvégzésére. 1951-ben nyilvánosan bemutatták egy kis elektronikus összeadógép képességeit. Ettől a pillanattól kezdve a készüléket az első üzembe helyezett szovjet elektronikus számítógépnek tekintik. Csak 12 mérnök, 15 technikus és telepítő dolgozott a MESM létrehozásán Lebegyev vezetésével.
Számos jelentős korlát ellenére a Szovjetunióban készült első számítógép a kor követelményeinek megfelelően működött. Emiatt Lebegyev akadémikus gépét bízták meg azzal, hogy számításokat végezzen tudományos, műszaki és nemzetgazdasági problémák megoldására. A gép fejlesztése során szerzett tapasztalatokat felhasználták a BESM megalkotásához, magát a MESM-et pedig működő prototípusnak tekintették, amelyen kidolgozták egy nagy számítógép megépítésének alapelveit. Lebegyev akadémikus első „palacsintája” a programozás fejlődéséhez és a számítási matematika számos kérdésének kidolgozásához vezető úton nem bizonyult darabosnak. A gépet mind az aktuális feladatokhoz használták, mind a fejlettebb eszközök prototípusának számított.
Lebegyev sikerét a hatalom legfelsőbb szintjei nagyra értékelték, és 1952-ben az akadémikust a moszkvai intézet vezetői posztjára nevezték ki. Egy példányban gyártott kisméretű elektronikus számológépet 1957-ig használtak, majd a készüléket leszerelték, alkatrészekre bontották és a kijevi Politechnikai Intézet laboratóriumaiban helyezték el, ahol a MESM egyes részei a hallgatókat szolgálták ki laboratóriumi kutatásokban.
"M" sorozatú számítógépek
Míg Lebegyev akadémikus egy elektronikus számítástechnikai eszközön dolgozott Kijevben, Moszkvában egy külön villamosmérnöki csoport alakult. 1948-ban a Krzhizhanovsky Energy Institute alkalmazottai Isaac Brook (villamosmérnök) és Bashir Rameev (feltaláló) kérelmet nyújtottak be a szabadalmi hivatalhoz saját számítógépes projektjük bejegyzésére. Az 50-es évek elején Rameev egy külön laboratórium vezetője lett, ahol ezt az eszközt tervezték megjelenni. Mindössze egy év alatt a fejlesztők összeállítják az M-1 gép első prototípusát. Minden műszaki paraméterben a MESM-nél jóval gyengébb eszköz volt: mindössze 20 művelet másodpercenként, míg Lebegyev gépe 50 művelet eredményét mutatta. Az M-1 benne rejlő előnye a mérete és az energiafogyasztása volt. A tervezésben csak 730 elektromos lámpát használtak, 8 kW-ot igényeltek, és a teljes berendezés mindössze 5 m 2 -t foglalt el.
1952-ben jelent meg az M-2, amelynek termelékenysége százszorosára nőtt, de a lámpák száma csak a duplájára nőtt. Ezt vezérlő félvezető diódák használatával érték el. Az innováció azonban több energiát igényelt (az M-2 fogyasztása 29 kW), és a tervezési terület négyszer többet foglalt el, mint elődje (22 m2). Ennek az eszköznek a számítási képességei elegendőek voltak számos számítási művelet végrehajtásához, de a tömeggyártás soha nem kezdődött el.
"Baba" számítógép M-2
Az M-3 modell ismét „baba” lett: 774 vákuumcső, amelyek 10 kW energiát fogyasztanak, területe - 3 m 2. Ennek megfelelően a számítási képességek is csökkentek: 30 művelet másodpercenként. De ez elég volt sok alkalmazott probléma megoldásához, így az M-3-at kis tételben, 16 darabban gyártották.
1960-ban a fejlesztők a gép teljesítményét másodpercenként 1000 műveletre növelték. Ezt a technológiát tovább kölcsönözték az „Aragats”, „Hrazdan”, „Minsk” (Jerevánban és Minszkben gyártott) elektronikus számítógépekhez. Ezek a vezető moszkvai és kijevi programokkal párhuzamosan megvalósuló projektek csak később, a számítógépek tranzisztorokra való átállása során mutattak komoly eredményeket.
"Nyíl"
Jurij Bazilevszkij vezetésével Moszkvában készül a Strela számítógép. A készülék első prototípusa 1953-ban készült el. A "Strela" (mint az M-1) katódsugárcsöveken tárolt memóriát (a MESM triggercellákat használt). Ennek a számítógépes modellnek a projektje annyira sikeres volt, hogy az ilyen típusú termékek tömeggyártása megkezdődött a moszkvai számítástechnikai és elemzőgépek gyárában. Mindössze három év alatt az eszköz hét példányát összeállították: a Moszkvai Állami Egyetem laboratóriumaiban, valamint a Szovjetunió Tudományos Akadémia számítógépes központjaiban és számos minisztériumban való használatra.
"Strela" számítógép
A Strela másodpercenként 2 ezer műveletet hajtott végre. De a készülék nagyon masszív volt, és 150 kW energiát fogyasztott. A tervezéshez 6,2 ezer lámpát és több mint 60 ezer diódát használtak. A „Makhina” 300 m2-es területet foglalt el.
BESM
Miután Moszkvába (1952-ben), a Precíziós Mechanikai és Számítástechnikai Intézetbe költözött, Lebegyev akadémikus egy új elektronikus számítástechnikai eszköz – a Nagy Elektronikus Számológép, a BESM – gyártásához kezdett. Vegye figyelembe, hogy az új számítógép megalkotásának elvét nagyrészt Lebegyev korai fejlesztéséből kölcsönözték. E projekt megvalósítása a szovjet számítógépek legsikeresebb sorozatának kezdetét jelentette.
A BESM már akár 10 000 számítást is végzett másodpercenként. Ebben az esetben mindössze 5000 lámpát használtak, és az energiafogyasztás 35 kW volt. A BESM volt az első szovjet „széles profilú” számítógép – eredetileg tudósok és mérnökök számára készült, különböző bonyolultságú számítások elvégzésére.
A BESM-2 modellt tömeggyártásra fejlesztették ki. A másodpercenkénti műveletek számát 20 ezerre emelték. A katódsugárcsövek és higanycsövek tesztelése után ez a modell már ferritmagos RAM-mal rendelkezett (a RAM fő típusa a következő 20 évben). A sorozatgyártás, amely 1958-ban kezdődött a Volodarsky üzemben, 67 berendezést gyártott. A BESM-2 jelentette a légvédelmi rendszereket irányító katonai számítógépek fejlesztésének kezdetét: M-40 és M-50. E módosítások részeként összeállították a második generációs első szovjet számítógépet, az 5E92b-t, és a BESM sorozat további sorsa már a tranzisztorokhoz kötődött.
A szovjet kibernetikában a tranzisztorokra való átállás zökkenőmentesen ment. A hazai számítástechnika ezen időszakában nincs különösebben egyedi fejlesztés. Alapvetően a régi számítógépes rendszereket új technológiákra szerelték fel.
Nagy elektronikus számítástechnikai gép (BESM)
A Lebegyev és Burcev által tervezett 5E92b teljesen félvezető számítógépet speciális rakétavédelmi feladatokra hozták létre. Két processzorból (számítástechnikai és perifériavezérlőből) állt, öndiagnosztikai rendszerrel rendelkezett, és lehetővé tette a számítási tranzisztor egységek „forró” cseréjét. A teljesítmény a fő processzornál 500 ezer, a vezérlőnél 37 ezer művelet volt másodpercenként. A kiegészítő processzor ilyen nagy teljesítményére azért volt szükség, mert nemcsak a hagyományos input-output rendszerek, hanem a lokátorok is működtek a számítógépes egységgel együtt. A számítógép több mint 100 m 2 -t foglalt el.
Az 5E92b után a fejlesztők ismét visszatértek a BESM-hez. A fő feladat itt az univerzális számítógépek gyártása tranzisztorok felhasználásával. Így jelent meg a BESM-3 (makett maradt) és a BESM-4. A legújabb modell 30 példányban készült. A BESM-4 számítási teljesítménye másodpercenként 40 művelet. Az eszközt elsősorban „laboratóriumi mintaként” használták új programozási nyelvek létrehozásához, illetve prototípusként a fejlettebb modellek, például a BESM-6 felépítéséhez.
A szovjet kibernetika és számítástechnika teljes történetében a BESM-6 a legfejlettebb. 1965-ben ez a számítógép volt a legfejlettebb a vezérelhetőség szempontjából: fejlett öndiagnosztikai rendszer, többféle üzemmód, kiterjedt lehetőségek távoli eszközök kezelésére, 14 processzorparancs csővezetékes feldolgozásának képessége, virtuális memória támogatása, parancsgyorsítótár. , adatok olvasása és írása. A számítási teljesítménymutatók másodpercenként legfeljebb 1 millió műveletet jelentenek. Ennek a modellnek a gyártása 1987-ig, használata pedig 1995-ig folytatódott.
"Kijev"
Miután Lebegyev akadémikus „Zlatoglavajába” távozott, laboratóriuma és munkatársai B. G. akadémikus vezetése alá kerültek. Gnedenko (az Ukrán SSR Tudományos Akadémia Matematikai Intézetének igazgatója). Ebben az időszakban megszabták az új fejlesztések irányát. Így született meg az ötlet, hogy vákuumcsöveket és mágneses magokon tárolt memóriát használó számítógépet hozzanak létre. A "Kijev" nevet kapta. A fejlesztés során először alkalmazták az egyszerűsített programozás elvét - egy címnyelvet.
1956-ban az egykori Lebegyev-laboratóriumot, amelyet számítástechnikai központnak neveztek el, V.M. Glushkov (ma ez az osztály az Ukrán Nemzeti Tudományos Akadémia Glushkov akadémikusáról elnevezett Kibernetikai Intézetként működik). Glushkov vezetésével elkészült és üzembe helyezték a „Kijevet”. A gép továbbra is a központban üzemel, a kijevi számítógép második mintáját a Közös Nukleáris Kutatóintézetben (Dubna, Moszkvai régió) vásárolták és szerelték össze.
Viktor Mihajlovics Glushkov
A számítástechnika használatának történetében először a „Kijev” segítségével sikerült kialakítani a technológiai folyamatok távvezérlését egy dnyeprodzerzhinszki kohászati üzemben. Vegye figyelembe, hogy a tesztobjektum csaknem 500 kilométerre volt az autótól. "Kijev" számos kísérletben vett részt a mesterséges intelligenciával, az egyszerű geometriai formák gépi felismerésével, a nyomtatott és írott betűk felismerésére szolgáló gépek modellezésével, valamint a funkcionális áramkörök automatikus szintézisével. Glushkov vezetésével az egyik első relációs adatbázis-kezelő rendszert („AutoDirector”) tesztelték a gépen.
Bár az eszköz ugyanazokra a vákuumcsövekre épült, Kijevben már volt 512 szavas ferrit-transzformátor memória. A készülék egy külső memóriablokkot is használt mágneses dobokon, összesen kilencezer szóval. Ennek a számítógépes modellnek a számítási teljesítménye háromszázszor nagyobb volt, mint a MESM képességei. A parancsstruktúra hasonló (három cím 32 művelethez).
A „Kijev”-nek megvoltak a maga építészeti jellemzői: a gép a funkcionális blokkok közötti vezérlés átadásának aszinkron elvét valósította meg; több memóriablokk (ferrit RAM, külső memória mágneses dobokon); számok bevitele és kiadása a decimális számrendszerben; passzív tárolóeszköz konstanskészlettel és elemi függvények szubrutinjaival; kidolgozott működési rendszer. Az eszköz címmódosítással csoportos műveleteket végzett az összetett adatszerkezetek feldolgozásának hatékonyságának növelése érdekében.
1955-ben Rameev laboratóriuma Penzába költözött, hogy egy másik „Ural-1” nevű számítógépet fejlesszenek ki – egy olcsóbb, ezért tömegesen gyártott gépet. Csak 1000 lámpa 10 kW energiafogyasztással - ez lehetővé tette a gyártási költségek jelentős csökkentését. Az "Ural-1"-et 1961-ig gyártották, összesen 183 számítógépet szereltek össze. Számítástechnikai központokban és tervezőirodákban telepítették őket szerte a világon. Például a Bajkonuri kozmodrom repülésirányító központjában.
Az „Ural 2-4” szintén vákuumcsövekre épült, de már ferritmagos RAM-ot használt, és másodpercenként több ezer műveletet hajtott végre.
Ebben az időben a Moszkvai Állami Egyetem saját számítógépét tervezte, a „Setunt”. Tömeggyártásba is került. Így 46 ilyen számítógépet gyártottak a kazanyi számítógépgyárban.
A "Setun" egy hármas logikán alapuló elektronikus számítástechnikai eszköz. 1959-ben ez a számítógép a maga két tucat vákuumcsövével 4,5 ezer műveletet hajtott végre másodpercenként, és 2,5 kW energiát fogyasztott. Erre a célra ferrit-dióda cellákat használtak, amelyeket a szovjet villamosmérnök, Lev Gutenmacher tesztelt még 1954-ben, amikor kifejlesztette LEM-1 lámpa nélküli elektronikus számítógépét.
A „Setuni” sikeresen működött a Szovjetunió különböző intézményeiben. Ugyanakkor a lokális és globális számítógépes hálózatok létrehozása megkövetelte az eszközök maximális kompatibilitását (azaz bináris logikát). A tranzisztorok jelentik a számítógépek jövőjét, míg a csövek a múlt ereklyéi maradtak (mint a mechanikus relék egykoron).
"Setun"
"Dnyeper"
Egy időben Gluskovot innovátornak nevezték, többször is merész elméleteket terjesztett elő a matematika, a kibernetika és a számítástechnika területén. Számos újítását támogatták és megvalósították az akadémikus életében. Az idő azonban segített abban, hogy teljes mértékben értékeljük a tudós jelentős hozzájárulását e területek fejlődéséhez. V.M. néven. Glushkov szerint a hazai tudomány a kibernetikából a számítástechnikába, majd az információtechnológiába való átmenet történelmi mérföldköveit köti össze. Az Ukrán SSR Tudományos Akadémia Kibernetikai Intézete (1962-ig - az Ukrán SSR Tudományos Akadémia Számítástechnikai Központja), amelyet egy kiváló tudós vezetett, a számítástechnika fejlesztésére, az alkalmazások és rendszerszoftverek fejlesztésére, ipari termelésirányítási rendszerek, valamint információfeldolgozási szolgáltatások az emberi tevékenység egyéb területeihez. Az Intézet nagyszabású kutatást indított információs hálózatok, perifériák és ezekhez kapcsolódó komponensek létrehozásával kapcsolatban. Nyugodtan megállapítható, hogy ezekben az években a tudósok erőfeszítései az információs technológia fejlődésének összes fő irányának „meghódítására” irányultak. Ugyanakkor minden tudományosan alátámasztott elméletet azonnal átültettek a gyakorlatba, és a gyakorlatban megerősítésre találtak.
A hazai számítástechnika következő lépése a Dnyepr elektronikus számítástechnikai eszköz megjelenéséhez kapcsolódik. Ez az eszköz lett az első általános célú félvezető vezérlő számítógép az egész Unióban. A Szovjetunióban a Dnyepr alapján megkezdődtek a számítógépes berendezések tömeggyártásának kísérletei.
Ezt a gépet mindössze három év alatt tervezték és gyártották, ami egy ilyen tervezéshez nagyon rövid időnek számított. 1961-ben sok szovjet ipari vállalkozást újra felszereltek, és a termelésirányítás a számítógépek vállára esett. Glushkov később megpróbálta megmagyarázni, miért lehetett ilyen gyorsan összeszerelni az eszközöket. Kiderült, hogy a VC még a fejlesztési és tervezési szakaszban is szorosan együttműködött azokkal a vállalkozásokkal, ahol számítógépek telepítését tervezték. Elemezték a gyártás jellemzőit, szakaszait, és algoritmusokat építettek a teljes technológiai folyamatra. Ez lehetővé tette a gépek pontosabb programozását a vállalkozás egyedi ipari jellemzői alapján.
Számos kísérletet végeztek a Dnyepr részvételével a különféle szakterületek gyártólétesítményeinek távvezérlésével: acél, hajógyártás, vegyipar. Vegye figyelembe, hogy ugyanebben az időszakban a nyugati tervezők egy univerzális vezérlésű félvezető számítógépet, az RW300-at terveztek, hasonlóan a hazaihoz. A Dnepr számítógép tervezésének és üzembe helyezésének köszönhetően nemcsak a számítástechnika fejlődésében a távolság csökkenthető volt köztünk és a Nyugat között, hanem gyakorlatilag „láb a lábban” járható is.
A Dnepr számítógépnek van még egy vívmánya: az eszközt tíz évig gyártották és fő gyártó- és számítástechnikai berendezésként használták. Ez (számítástechnikai mércével mérve) meglehetősen jelentős időszak, mivel a legtöbb ilyen fejlesztésnél a korszerűsítés és fejlesztés szakaszát öt-hat évre becsülték. Ez a számítógépes modell annyira megbízható volt, hogy 1972-ben a Szojuz 19 és az Apollo űrsikló kísérleti űrrepüléseinek követésével bízták meg.
A hazai számítógépgyártást először exportálták. Kidolgoztak egy főtervet egy számítógépes berendezések gyártására specializálódott üzem – a számítástechnikai és vezérlőgépek üzemének (VUM) – építésére is, amely Kijevben található.
1968-ban pedig kis sorozatban gyártották a Dnepr 2 félvezető számítógépet. Ezek a számítógépek elterjedtebb célt szolgáltak, és különféle számítási, termelési és gazdasági tervezési feladatok ellátására szolgáltak. A Dnyepr 2 sorozatgyártását azonban hamarosan felfüggesztették.
A "Dnepr" a következő műszaki jellemzőknek felelt meg:
- kétcímes parancsrendszer (88 parancs);
- kettes számrendszer;
- 26 bites fix pont;
- véletlen hozzáférésű memória 512 szóval (egytől nyolc blokkig);
- számítási teljesítmény: 20 ezer összeadás (kivonás) művelet másodpercenként, 4 ezer szorzás (osztás) művelet egyidejű frekvenciákon;
- berendezés mérete: 35-40 m2;
- teljesítményfelvétel: 4 kW.
"Promin" és a "MIR" sorozat számítógépei
Az 1963-as év fordulópontot jelent a hazai számítógépipar számára. Ebben az évben a Promin gépet (ukránból - ray) a szeverodonyecki számítógépgyártó üzemben gyártják. Ez az eszköz volt az első, amely memóriablokkokat használt fémezett kártyákon, lépésről lépésre mikroprogram-vezérlést és számos egyéb újítást. Ennek a számítógépes modellnek a fő célja a különböző bonyolultságú mérnöki számítások elvégzése volt.
Ukrán "Promin" ("Luch") számítógép
A „Luch” után a „Promin-M” és a „Promin-2” számítógépek sorozatgyártásba kerültek:
- RAM kapacitása: 140 szó;
- adatbevitel: fémezett lyukkártyákról vagy csatlakozó bemenetről;
- azonnal megjegyzett parancsok száma: 100 (80 - fő és köztes, 20 - állandó);
- unicast parancsrendszer 32 művelettel;
- számítási teljesítmény – percenként 1000 egyszerű feladat, percenként 100 szorzás.
Közvetlenül a „Promin” sorozat modelljei után megjelent egy elektronikus számítástechnikai eszköz a legegyszerűbb számítási funkciók mikroprogram végrehajtásával - MIR (1965). Vegye figyelembe, hogy 1967-ben a londoni műszaki világkiállításon a MIR-1 gép meglehetősen magas szakértői értékelést kapott. Az amerikai IBM (a világ akkoriban vezető számítástechnikai berendezések gyártója és exportőre) cég még több példányt is vásárolt.
A MIR, a MIR-1 és utánuk a második és harmadik módosítás valóban felülmúlhatatlan technológiai szó volt a hazai és a világgyártásban. A MIR-2 például sikeresen versenyzett a hagyományos felépítésű univerzális számítógépekkel, amelyek névleges sebessége és memóriakapacitása többszöröse volt. Ezen a gépen a hazai számítástechnika gyakorlatában először valósítottak meg interaktív üzemmódot egy fénytollas kijelző segítségével. Ezen gépek mindegyike előrelépést jelentett az intelligens gép felépítéséhez vezető úton.
Ennek az eszközsorozatnak az megjelenésével egy új „gépi” programozási nyelvet vezettek be - „Analyst”. A beviteli ábécé nagy orosz és latin betűkből, algebrai jelekből, számok egész és tört részeinek jeleiből, számokból, számsorrend kitevőiből, írásjelekből és így tovább. A gépbe történő információbevitelkor lehetőség nyílt az elemi funkciókra vonatkozó szabványos jelölések használatára. Az orosz szavak, például a „csere”, „bit”, „számítás”, „ha”, „akkor”, „táblázat” és mások a számítási algoritmus leírására és a kimeneti információ formájának jelzésére szolgáltak. Bármely decimális érték bármilyen formában megadható. Minden szükséges kimeneti paraméter programozásra került a feladatbeállítási időszakban. Az „Analyst” lehetővé tette egész számokkal és tömbökkel való munkát, beírt vagy már futó programok szerkesztését, valamint a számítások bitmélységének megváltoztatását a műveletek lecserélésével.
A szimbolikus MIR rövidítés nem volt más, mint az eszköz fő céljának rövidítése: „gép a mérnöki számításokhoz”. Ezeket az eszközöket az egyik első személyi számítógépnek tekintik.
MIR műszaki paraméterek:
- kettes-tizedes számrendszer;
- fix és lebegőpontos;
- az elvégzett számítások tetszőleges bitmélysége és hossza (az egyetlen korlátozást a memória mennyisége szabta - 4096 karakter);
- számítási teljesítmény: 1000-2000 művelet másodpercenként.
Az adatbevitel a készletben található gépíró billentyűzettel (Zoemtron elektromos írógép) történt. A komponensek összekapcsolása mikroprogram elven történt. Ezt követően ennek az elvnek köszönhetően mind magát a programozási nyelvet, mind az eszköz egyéb paramétereit javítani lehetett.
Az Elbrus sorozat szuperautói
A kiváló szovjet fejlesztő V.S. Burtsev (1927-2005) az orosz kibernetika történetében a Szovjetunió első szuperszámítógépeinek és a valós idejű vezérlőrendszerek számítási rendszereinek fő tervezőjének számít. Kidolgozta a radarjel kiválasztásának és digitalizálásának elvét. Ez lehetővé tette a világ első automatikus adatrögzítését egy megfigyelő radarállomásról, hogy a vadászokat a légi célokhoz irányítsa. A több célpont egyidejű nyomon követésével sikeresen lefolytatott kísérletek képezték az alapját az automatikus célzási rendszerek létrehozásának. Az ilyen sémákat a Burtsev vezetésével kifejlesztett Diana-1 és Diana-2 számítástechnikai eszközök alapján építették fel.
Ezt követően tudósok egy csoportja kidolgozta a számítógép-alapú rakétavédelmi (BMD) rendszerek felépítésének elveit, ami a precíziós irányítású radarállomások megjelenéséhez vezetett. Ez egy különálló, rendkívül hatékony számítástechnikai komplexum volt, amely lehetővé tette a nagy távolságra elhelyezkedő összetett objektumok automatikus, maximális pontosságú online vezérlését.
1972-ben az importált légvédelmi rendszerek igényeire létrehozták az első háromprocesszoros, moduláris elven működő 5E261 és 5E265 számítógépeket. Minden modul (processzor, memória, külső kommunikációs vezérlőeszköz) teljes mértékben lefedett hardveres vezérléssel. Ez lehetővé tette az adatok automatikus biztonsági mentését meghibásodás vagy egyes összetevők meghibásodása esetén. A számítási folyamat nem szakadt meg. Ennek az eszköznek a teljesítménye rekord volt abban az időben - 1 millió művelet másodpercenként nagyon kis méretekkel (kevesebb, mint 2 m 3). Ezeket az S-300 rendszerben lévő komplexeket továbbra is harci szolgálatban használják.
1969-ben egy másodpercenként 100 millió műveletet teljesítő számítástechnikai rendszer kifejlesztését tűzték ki feladatul. Így jelenik meg az Elbrus többprocesszoros számítástechnikai komplex projekt.
A „rendkívüli” képességekkel rendelkező gépek fejlesztése az univerzális elektronikus számítástechnikai rendszerek fejlődésével párhuzamosan jellegzetes eltéréseket mutatott. Itt a maximális követelményeket támasztották mind az architektúrával és az elembázissal, mind a számítógépes rendszer kialakításával szemben.
Az Elbrusszal kapcsolatos munkában és számos, azt megelőző fejlesztésben felmerültek kérdések a hibatűrés hatékony megvalósításával és a rendszer folyamatos működésével kapcsolatban. Ezért olyan funkciókkal rendelkeznek, mint a többfeldolgozás és a feladatágak párhuzamosításának kapcsolódó eszközei.
1970-ben megkezdődött a komplexum tervezett építése.
Általában az Elbrust teljesen eredeti szovjet fejlesztésnek tekintik. Olyan építészeti és tervezési megoldásokat tartalmazott, amelyeknek köszönhetően a processzorok számának növekedésével szinte lineárisan nőtt az MVK teljesítménye. 1980-ban az Elbrus-1 15 millió művelet/másodperc össztermelékenységével sikeresen átment az állami teszteken.
Az MVK "Elbrus-1" lett az első számítógép a Szovjetunióban, amelyet TTL mikroáramkörök alapján építettek. Ami a szoftvert illeti, a fő különbség a magas szintű nyelvekre való összpontosítás. Az ilyen típusú komplexekhez saját operációs rendszert, fájlrendszert és El-76 programozási rendszert is létrehoztak.
Az Elbrus-1 másodpercenként 1,5-10 millió műveletet, az Elbrus-2 pedig több mint 100 millió műveletet nyújtott másodpercenként. A gép második változata (1985) egy szimmetrikus többprocesszoros számítási komplexum volt, tíz szuperskalár processzorból álló mátrix LSI-ken, amelyeket Zelenogradban gyártottak.
Az ilyen bonyolultságú gépek sorozatgyártása megkövetelte a számítógépes tervezési automatizálási rendszerek sürgős bevetését, és ezt a problémát sikeresen megoldották G.G. vezetésével. Ryabova.
Az „Elbrus” általában számos forradalmi újítást hordozott magában: szuperskaláris processzoros feldolgozás, szimmetrikus többprocesszoros architektúra megosztott memóriával, biztonságos programozás megvalósítása hardveres adattípusokkal - mindezek a képességek korábban jelentek meg a hazai gépekben, mint Nyugaton. A többprocesszoros rendszerek egységes operációs rendszerének létrehozását B.A. Babayan, aki egykor a BESM-6 rendszerszoftver fejlesztéséért volt felelős.
A család utolsó gépén, az Elbrus-3-on, akár 1 milliárd művelet/másodperc sebességgel és 16 processzorral, 1991-ben fejeződtek be. De a rendszer túl nehézkesnek bizonyult (az elemalap miatt). Sőt, ekkoriban jelentek meg költséghatékonyabb megoldások a számítógépes munkaállomások építésére.
Konklúzió helyett
A szovjet ipart teljesen számítógépesítették, de a sok rosszul kompatibilis projekt és sorozat problémákhoz vezetett. A fő „de” a hardver inkompatibilitása volt, ami megakadályozta az univerzális programozási rendszerek létrehozását: minden sorozatban más-más processzorbitek, utasításkészletek, sőt bájtméretek is voltak. A szovjet számítógépek tömeggyártása pedig aligha nevezhető tömeggyártásnak (a szállítások kizárólag számítástechnikai központokba és gyártásba történtek). Ezzel párhuzamosan nőtt az előny az amerikai mérnökök között. Így a 60-as években a Szilícium-völgy már magabiztosan kiemelkedett Kaliforniában, ahol nagy erővel hoztak létre progresszív integrált áramköröket.
1968-ban elfogadták a „Row” állami irányelvet, amely szerint a Szovjetunió kibernetikájának további fejlesztése az IBM S/360 számítógépek klónozásának útjára irányult. Szergej Lebegyev, aki akkoriban az ország vezető villamosmérnöke maradt, szkeptikusan beszélt Ryadról. Véleménye szerint a másolás útja értelemszerűen a lemaradók útja volt. De senki nem látott más módot az iparág gyors „felnevelésére”. Moszkvában létrehozták az Elektronikus Számítástechnikai Kutatóközpontot, amelynek fő feladata a „Ryad” program megvalósítása volt - az S/360-hoz hasonló egységes számítógép-sorozat kifejlesztése.
A központ munkájának eredménye az EC sorozatú számítógépek megjelenése volt 1971-ben. Az ötlet hasonlósága ellenére az IBM S/360-zal a szovjet fejlesztők nem fértek hozzá közvetlenül ezekhez a számítógépekhez, így a hazai gépek tervezése a szoftver szétszedésével és a működési algoritmusok alapján az architektúra logikus felépítésével kezdődött.
Talán ma már lehetetlen elképzelni az életet számítógépek használata nélkül. Nagyon szorosan integrálódnak az emberi tevékenység szinte minden területébe.
A számítógépek hatalmas mennyiségű adat nagy sebességű tárolását és feldolgozását segítik elő, ami jelentősen optimalizálhatja a munkafolyamatot. Évről évre növekszik az adatok tárolására szolgáló lemezterület kapacitása, és csökken a számítógépek mérete: az asztali számítógépektől a vékony, többfunkciós számítógépekig és a mobil laptopokig.
A számítógépek azonban nem mindig rendelkeztek ezekkel a tulajdonságokkal. Nézzük meg, hogyan jelent meg a legelső számítógép, ki volt az alkotója, és hogyan jutottunk el idáig :)
Mikor jelent meg az első számítógép?
Általánosan elfogadott, hogy a számítástechnika megjelenésének első szakasza és a modern számítógép elődje volt az első aritmetikai számlák, amelyeket az ókori Babilonban találtak fel. Ezeket az abakuszokat abakusznak nevezték. Az abakusz mechanizmus meglehetősen egyszerű volt, és egy vonalas táblából állt. A számításokat úgy végezték, hogy köveket vagy más tárgyakat helyeztek ezekre a vonalakra.
Xuanpan – kínai abakusz 2
Idővel Kínában megjelent az abakusz továbbfejlesztett változata, amelyet suanpannak hívtak. Ezeken az abakuszokon köteleket húztak át, amelyekre golyók formájú csontokat fűztek fel. A számlálótábla négy alapvető műveletet tett lehetővé: összeadás, kivonás, szorzás és osztás. Ezen kívül lehetőség nyílt kocka- és négyzetgyökerek kinyerésére is.
Antikythera mechanizmus csillagászoknak 3
Egy idő után Görögországban olyan eszközt készítettek, amely csillagászati számításokat tett lehetővé. Antikythera mechanizmusnak nevezték, annak a szigetnek a tiszteletére, amelynek közelében a mechanizmust megtalálták. A készülék egy faház belsejében fogazott fogaskerekekből állt, kívül pedig számlappal. Aztán a katalán gondolkodó, Raymond Lull, aki hármas logikával elrendezett és vonalakkal speciális szakaszokra osztott papírkörökből egy logikai gépezetet alkotott.
Leo da Vinci mechanizmus 4
A következő lépést az ismerős Leo da Vinci tette meg. Naplóiban egy 13 bites, tíz összegző gyűrűs eszközt írt le. Hasonló mechanizmust később, csak a 20. században fejlesztettek ki Leo rajzai szerint.
Wilhelm Schickard számláló óra 5
Wilhelm Schickard tübingeni professzor megalkotott egy fogazott fogaskerekes számítástechnikai eszközt, az úgynevezett számlálóórát. Lehetővé tették a hatjegyű 10. számok összeadását és kivonását. Egy másik mechanizmus a szorzást végezte.
6. csúsztatási szabály
William Oughtred és Richard Delamaine matematikusok kifejlesztettek egy diaszabályt, amely számos számítási művelet elvégzésére képes: összeadás, kivonás, szorzás, osztás, hatványozás, négyzet- és kockagyök, logaritmikus számítások, trigonometrikus és hiperbolikus számítások. Hát nem nagyszerű?
Pascalina aritmetikai 7
A francia Blaise Pascal megalkotja a Pascalina nevű számtani gépet. Ez egy mechanikus eszköz volt, doboz formájú, fogaskerekekkel az ötjegyű 10 jegyű számok kivonására és összeadására.
Leibniz összeadó gép 8
Gottfried Wilhelm Leibniz matematikus és gondolkodó készített egy összeadógépet, amely lehetővé tette számára négy alapvető matematikai művelet elvégzését. Ezután Leibniz leírta a kettes számrendszert, és felfedezte, hogy amikor számcsoportokat írunk egymás alá, a függőleges oszlopokban a nullák és egyesek ismétlődnek. Leibniz számításokat végzett, és rájött, hogy a bináris kód használható a mechanikában, de kora technikai lehetőségei nem tették lehetővé számára, hogy eszközt alkosson.
A matematikai elemzés alapjai 9
Isaac Newton matematikus lefektette a matematikai elemzés alapjait. Leibniz munkája alapján Christian Ludwig Gersten matematikus egy aritmetikai gépet készített a hányados és az egymást követő összeadási műveletek számának kiszámítására a szorzás során. A készülék lehetővé tette a számok bevitelének helyességének ellenőrzését is.
Különbség gép ötlet 10
Johann Müller katonai mérnök egy "különbségmotor" ötletével állt elő - egy logaritmusok táblázatba foglalására szolgáló összeadó géppel -, miközben egy Leibniz lépcsős görgőire épülő mechanikus számológépet fejlesztett.
Lyukkártya-szövőgép 11
Joseph Marie Jacquard francia feltaláló olyan szövőszéket hoz létre, amelyet lyukkártyákkal vezéreltek. Egy másik francia, Thomas de Colmar megkezdte az adagológépek legelső ipari gyártását.
Babbage Difference Engine 12
Charles Babbage feltalálta az első különbségi gépet – egy matematikai táblázatok automatikus összeállítására szolgáló összeadó gépet. Babbage azonban nem tudta összeszerelni a mechanizmust, de a fia megtette apja halála után.
Charles Babbage munkája alapján a Schutz fivérek, Georg és Edward megalkották az első különbségi motort.
Terner számmechanizmus 13
Thomas Fowler hármas számrendszerű hármas számláló mechanizmust épített fel.
Csebisev hozzáadógép 14
Csebisev orosz matematikus megalkotta a Csebisev-összeadó gépet, amely lehetővé teszi az összegzést tízesek átadásával, valamint a számok szorzását és osztását.
Népszámlálási rendszer 15
Herman Hollerith kifejlesztett egy elektronikus táblázatos rendszert, amelyet az Egyesült Államok népszámlálásához használtak.
Differenciálegyenlet-gép 16
Krylov orosz tudós munkája alapján egy közönséges differenciálegyenletek gépét hozták létre.
Bush analóg számítógép 17
Vannevar Bush amerikai tudós mechanikus analóg számítógépet fejlesztett ki a Massachusetts Institute of Technology-ban.
Konrad Zuse első számítógépe 18
Konrad Zuse német mérnök Helmut Schreyerrel együttműködve megalkotta a Z1 nevű mechanizmust, amely egy programozható digitális mechanizmus volt. Az első próbaverziót soha nem használták. Hamarosan megszületett a Z2 gép, majd a Z3 - amely az első olyan számítástechnikai gép lett, amely modern számítógép tulajdonságaival rendelkezik.
Atanasov számítógépe – Berry 19
John Atanasoff bolgár-amerikai matematikus végzős hallgatójával, Clifford Berryvel együtt kifejlesztette az első elektronikus digitális számítógépet, az ABC-t (Atanasoff-Berry Computer – ABC).
Kolosszus a nácik elleni harcban 20
Katonai célokra, a náci Németország titkos kódjainak megfejtésére fejlesztették ki a British Colossus gépet.
Jelölje meg az 1-et a US Navy 21-nél
Egy amerikai mérnökcsoport Howard Aiken vezetésével kifejlesztette az első amerikai számítógépet - a Mark 1-et. A gépet az Egyesült Államok haditengerészetében kezdték számításokhoz használni.
Az első programozási nyelv 22
Konrad Zuse kifejlesztette a Z4 számítógép új és gyorsabb verzióját. Emellett elkészült az első programozási nyelv, a Plankalkül.
EVM Lebedeva 23
Az első szovjet elektronikus számítógépet egy mérnökcsoport készítette Lebegyev szovjet tudós vezetésével.
Tranzisztoros erősítő 24
A Bell Labs tudósai, William Shockley, Walter Brattain és John Bardeen olyan tranzisztoros erősítőt készítettek, amely segített csökkenteni a számítógépek méretét és megszüntetni a vákuumcsövek használatát.
Az első tranzisztoros számítógép 25
Az amerikai NCR cég megalkotta a legelső tranzisztoros számítógépet.
ENIAC 26
Az első elektronikus digitális számítógépet, az ENIAC-ot az IBM fejlesztette ki
System 360 számítógépek 27
Az IBM megalkotta a System 360 számítógépeket, amelyek a számítógépes hardvergyártók szabványának és más számítógépes hardverekkel való kompatibilitásnak a példái voltak.
Intel 28 mikroprocesszorok
Robert Noyce és Gordon Moore létrehozzák az Intel céget, és memória-mikrochipek, majd mikroprocesszorok létrehozásával foglalkoznak.
Alapvető számítógép-készlet 29
Douglas Engelbart olyan rendszert hoz létre, amely alfanumerikus billentyűzetet, egeret és egy programot tartalmaz az adatok képernyőn történő megjelenítésére.
Számítógépes egér készítő 30
Douglas Engelbart feltaláló, aki később feltalálta a grafikus felületet, a hipertextet, a szövegszerkesztőt, az online csoportkonferenciát és megalkotta a számítógépes egeret is.
A jövő internete atyja 31
Az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma létrehozza az ARPAnetet – a jövő internetet.
Rugalmas mágneslemez 32
Készült egy 200 mm, 133 mm, 90 mm méretű rugalmas mágneses lemezmeghajtó.
Az első mikroprocesszor 33
Megjelent az első mikroprocesszor az integrált áramkörön - az Intel 4004, amely 4 bites kapacitással rendelkezik. A processzort számológépekben és közlekedési lámpákban használták. Hamarosan megjelentek a 8 bites Intel 8008, Intel 8080, Zilog Z80, MOS 6502, Motorola 6800, valamint a személyi számítógépekben már használt 16 bites Intel 8086 és Intel 8088.
Így nézett ki az első számítógép 34
A legelső számítógépek hatalmas méretűek és alacsony teljesítményűek voltak. Egy számítógép elhelyezéséhez külön és nagy helyiségre volt szükség. A számítógépek működéséhez sok áram kellett, ami nagyon drága volt. Ezenkívül a számítógép karbantartásához és a vele való munkavégzéshez képzett szakemberek egész állományára volt szükség.
Számítógép első használata 35
A számítógépek ára nagyon magas volt, kezdetben nem volt rájuk tömeges kereslet, és csak a nagy cégek tudták megvásárolni. Az első számítógépeket matematikai számításokhoz hozták létre. Emellett nem túl nagy mennyiségben tároltak és dolgoztak fel adatokat. Kezdetben csak kutatóintézetek használták a számítógépeket, de később a nagyvállalatok, bankok is elkezdték használni.
Végül
Azóta a számítógépek meghódították a világot, de még az idősebb generációnk sem használhatta őket oktatásra, nemhogy szórakozásra. De a számítástechnika rohamos fejlődése, amelyet sok feltaláló közös erőfeszítései indítottak el, szinte mindenki számára elérhetővé tette a számítógépet. Mi volt az első számítógépe?
A „világ első számítógépe” kifejezés többféle modellt jelenthet. Egyrészt gigantikus gépekről van szó, amelyeket a 20. század közepén készítettek.
Másrészt az emberiség közvetlenül megismerkedett a számítógépekkel, sőt, jóval később kapott lehetőséget a mindennapi használatukra is.
Az első személyi számítógépek története pedig az 1970-es évek közepén kezdődik.
Anyagunkban elmondjuk a modern számítógépek és a hatalmas számítástechnikai gépek első prototípusainak megalkotását, amelyeket a tudósok az első számítógépeknek neveznek.
A számítástechnika első "óriásai".
A számítógépes korszak legelején, az 1940-es években számos, egymástól függetlenül fejlesztett hatalmas számítástechnikai eszköz modellt hoztak létre.
Mindegyiket amerikai tudósok fejlesztették ki és szerelték össze, és több tíz négyzetméternyi területet foglaltak el.
A modern szabványok szerint az ilyen berendezéseket aligha lehet számítógépnek nevezni.
Abban az időben azonban nem voltak erősebb gépek, amelyek az átlagembernél sokkal gyorsabb számításokat végeztek volna.
Rizs. 1 Az első számítógépek egyikét, az UNIVAC-ot behozzák a telepítőszobába.
Mark-1
A "Mark-1" programozható eszközt jogosan tekintik a világ első számítógépének.
Az 1941-ben 5 fős mérnökből álló csoport (köztük Howard Aiken is) által kifejlesztett számítógépet katonai célokra szánták.
A munka elvégzése, a számítógép ellenőrzése és beállítása után az amerikai légierőhöz került. A Mark-1 hivatalos felbocsátására 1944 augusztusában került sor.
A számítógép fő része, amelynek összköltsége meghaladta az 500 ezer dollárt, egy fémházban volt elhelyezve, és több mint 765 ezer alkatrészből állt.
A berendezés hossza elérte a 17 métert
A magassága 2,5 m, aminek következtében a Harvard Egyetemen hatalmas termet különítettek el számára. A készülék egyéb paraméterei a következők:
- teljes tömeg: több mint 4,5 tonna;
- a házon belüli elektromos kábelek hossza: 800 km-ig;
- a számítási modulokat szinkronizáló tengely hossza: 15 m;
- a számítógépet hajtó villanymotor teljesítménye: 5 kW;
- számítási sebesség: összeadás és kivonás - 0,33 s, osztás - 15,3 s, szorzás - 6 s.
A „Mark-1” egy hatalmas és erős adalékgépnek nevezhető – ezt a változatot tartják be azok, akik az ENIAC modellt tartják a számítástechnika megalapítójának.
A felhasználó által megadott programok automatikus módban történő végrehajtásának köszönhetően azonban (amire például a kicsit korábban készített német Z3 számítógép nem tudott), a Mark-1 tekinthető az első számítógépnek.
A lyukasztott papírszalaggal dolgozó gép nem igényelt emberi beavatkozást.
Bár a feltételes ugrások támogatásának hiánya miatt minden műsort hosszú és hurkolt szalagtekercsre rögzítettek.
Miután az eszköz teljesítménye már nem volt elegendő az ügyfelek által a fejlesztők elé állított új feladatok elvégzéséhez, a számítógép egyik szerzője, Howard Aiken folytatta az új modelleken való munkát.
Így 1947-ben létrehozták a második verziót, a „Mark-2”-t, és 1949-ben a „Mark-3-at”.
Az utolsó verzió Mark IV néven 1952-ben jelent meg, és az amerikai hadsereg is használta.
Rizs. 2 Az első számítógép Mark-1.
ENIAC
Az ENIAC számítógépet megközelítőleg ugyanazon feladatok elvégzésére szánták, mint a Mark-1.
A fejlesztés eredménye azonban egy valóban többfeladatos számítógép lett.
A készülék első forgalomba hozatalára csaknem 1945 végén került sor, így a második világháborúban már késő volt katonai célokra használni.
És az akkori legbonyolultabb számítógép, amely a kortársak szerint „gondolati sebességgel” működött, más projektekben is részt vett.
Az egyik egy hidrogénbomba-robbanás szimulációja volt.
Ezen elemek működési frekvenciája másodpercenként elérte a 100 ezer impulzust.
Az ilyen számú eszköz megbízhatóságának növelése érdekében a fejlesztők a zenei elektromos orgonák működtetésére tervezett módszert alkalmazták.
Ezt követően többszörösére csökkent a baleseti ráta, és 17 ezer lámpából legfeljebb kettő égett ki egy hét alatt.
Emellett kidolgozásra került egy berendezés biztonsági felügyeleti rendszere is, amely magában foglalta a 100 ezer apró alkatrész mindegyikének ellenőrzését.
Számítógép beállításai:
- teljes fejlesztési idő: 200 ezer munkaóra;
- projekt ára: 487 ezer dollár;
- tömeg: körülbelül 27 tonna;
- teljesítmény: 174 kW;
- memória: 20 alfanumerikus kombináció;
- működési sebesség: összeadás – 5 ezer művelet másodpercenként, szorzás – 357 művelet másodpercenként.
Egy táblázatkezelőt használtak az adatok ENIAC-ba történő bevitelére és kimenetére 125, illetve 100 kártya/perc sebességgel.
A tesztek során a számítógép több mint 1 millió lyukkártyát dolgozott fel.
A számítási folyamatot a maga idejében is több százszorosára felgyorsító gép egyetlen komoly hátránya pedig a mérete volt - a Mark-1-nél majdnem 2-szer nagyobb.
Rizs. 3 A második ENIAC számítógép a világon.
EDVAC
A továbbfejlesztett (szintén Eckert és Mosley által készített) EDVAC számítógép nemcsak lyukkártyák alapján, hanem a memóriában tárolt program segítségével is tudott számításokat végezni.
Ez a lehetőség az információkat tároló higanycsövek, valamint a számításokat és a lámpák számát jelentősen leegyszerűsítő bináris rendszernek köszönhető.
Egy amerikai tudóscsoport munkájának eredménye egy körülbelül 5,5 KB memóriával rendelkező számítógép volt, amely a következő elemekből állt:
- Mágnesszalagról információk olvasására és írására szolgáló eszközök;
- oszcilloszkóp a számítógép működésének megfigyelésére;
- olyan eszköz, amely jeleket fogad a vezérlőelemektől és továbbítja azokat a számítási modulokhoz;
- időzítő;
- Számítások elvégzésére és információk tárolására szolgáló eszközök;
- ideiglenes regiszterek (a modern terminológiában - „vágólapok”), egyszerre egy szót tárolva.
45,5 négyzetméteres számítógép. m., körülbelül 0,000864 másodpercet fordított összeadásra és kivonásra, és 0,0029 másodpercet szorzásra és osztásra.
Tömege mindössze 7,85 tonnát ért el – az ENIAC-hoz képest jóval kevesebb. A készülék teljesítménye mindössze 50 kW, a diódalámpák száma pedig mindössze 3,5 ezer darab volt.
Rizs. 4 "Advac" számítógép.
Érdekelheti:
Hazai fejlemények
Az 1940-es években a hazai tudomány is végzett fejlesztéseket elektronikus számítógépek megszerzésére.
Az S. A. Lebegyevről elnevezett laboratórium munkájának eredménye az első MESM modell az eurázsiai kontinensen.
Ezt követően számos további számítógép jelent meg, amelyek már nem annyira híresek, bár jelentősen hozzájárultak a Szovjetunió tudományos tevékenységéhez.
MESM
A MESM, egy 1948 és 1950 között létrehozott számítógép, a „kis elektronikus számítástechnikai gép” rövidítése.
A számítógép azért kapta ezt a nevet, mert először csak egy „nagy” eszköz prototípusa volt.
A kapott pozitív teszteredmények azonban egy teljes értékű számítógép létrehozásához vezettek, amelyet egy kétszintes kolostorépületben szereltek össze.
Az első indításra 1950 novemberében került sor, az első komolyabb problémát pedig a következő év januárjában sikerült megoldani.
A következő 6 évben a MESM-et összetett tudományos számításokhoz használták, majd oktatási eszközként használták, végül 1959-ben leszerelték.
A készülék működési paraméterei a következők voltak:
- lámpák száma: 6 ezer;
- háromcímű parancsrendszer 20 bináris számjegyből;
- memória: 31 szám és 63 parancs állandó, azonos méretű RAM;
- teljesítmény: 5 kHz frekvencia, 3 ezer művelet végrehajtása másodpercenként;
- terület: kb 60 nm. m.;
- teljesítmény: 25 kW-ig.
Rizs. 5 szovjet belépő szintű számítógép MESM,
BESM-1
A MESM-mel egy időben egy másik szovjet számítógépen is dolgoztak.
A készüléket Nagy Elektronikus Számológépnek hívták, és háromszoros sebességgel dolgozott - akár 10 ezer műveletet másodpercenként -, miközben a lámpák számát 730 darabra csökkentette.
A számítógép által kezelt számjegyek száma 39 egység volt, a számítások pontossága pedig elérte a 9 számjegyet.
Ennek eredményeként a gép 0,000000001-től 1000000000-ig terjedő számokkal tudott működni. A MESM-hez hasonlóan a nagyméretű készülék is egy példányban készült.
Az autót, amelynek tervezője S. A. Lebedev is volt, 1953-ban a leggyorsabbnak tartották Európában. Míg az amerikai IBM 701-et a világ legjobb számítógépének ismerték el.
Az IBM első kereskedelmi számítógépe akár 17 ezer műveletet is végrehajtott másodpercenként.
Rizs. 6 Az első teljes értékű számítógép a Szovjetunióban BESM-1.
BESM-2
A továbbfejlesztett változat, a BESM-2 nemcsak az ország következő leggyorsabb számítógépe lett, hanem az egyik első ilyen típusú szovjet sorozatgyártású készülék is.
1958 és 1962 között a szovjet ipar 67 számítógépmodellt gyártott.
Az egyiken számításokat végeztek a Szovjetunió zászlóját a Holdra szállító rakétára vonatkozóan. A BESM-2 sebessége 20 ezer művelet volt másodpercenként.
Ugyanakkor a RAM elérte a modern egységeket tekintve körülbelül 11 KB-ot, és ferritmagokon dolgozott.
Rizs. 7 BESM-2 szovjet számítógép.
Az első sorozatgyártású modellek
Az 1970-es évek elejére a számítástechnika odáig fejlődött, hogy személyes használatra lehetett számítógépet vásárolni.
Korábban ezt csak a nagy szervezetek tudták megtenni, mivel a felszerelés költsége elérte a tíz- és százezer dollárt az Egyesült Államokban, és körülbelül ugyanennyit rubelben a Szovjetunióban.
Ahogy a számítógépek kisebbek, úgy válnak igazán személyessé.
Közülük az első prototípusnak nevezhető, amely nem hagyott nagy nyomot a történelemben, de mégis több ezer példányban adták ki - a Xerox Alto.
Az első modell megjelenési dátuma 1973 volt.
Az előnyök között szerepelt a megfelelő 128 KB-os (512 KB-ra bővíthető) memória és egy 2,5 MB-os tárolóeszköz.
Hátránya egy hatalmas „rendszeregység”, akkora, mint egy modern A3-as formátumhoz.
A méretek akadályozták meg a gyártás eléggé elterjedését, bár a szervezetek a kényelmes grafikus felület miatt vásárolták meg a számítógépet.
Rizs. 8 A Xerox Alto számítógép erős, de drága.
A Szovjetunió területén 1968-ban egy PC prototípusát is megpróbálták létrehozni.
Gorokhov omszki mérnök szabadalmaztatott egy számítástechnikai eszközt, amelynek funkcionalitása megközelítőleg megegyezett az 1970-es évek első személyi számítógépeivel.
Azonban egyetlen ténylegesen működő modell sem született, a tömeggyártásról nem is beszélve.
Az első sorozatgyártású PC pedig (bár korlátozott funkcionalitással) az Altair 8800 volt, amelyet 1974 óta gyártanak.
Az első modern számítógépek prototípusának nevezhető - ez volt az Intel chipkészlet, amelyet a számítógép alaplapjára telepítettek.
Az összeszerelt modell ára valamivel több mint 600 dollár volt, szétszerelve pedig körülbelül 400 dollár.
Ez az alacsony költség hatalmas kereslethez vezetett, és az Altair több ezer példányban kelt el.
Ebben az esetben a készülék csak egy rendszeregység volt, amiben nem volt sem monitor, sem billentyűzet, sem hangkártya.
Mindezeket a perifériákat később fejlesztették ki, és az első Altair 8800-as modellek vásárlói csak kapcsolókkal és lámpákkal tudták működtetni.
Rizs. 9 Altair 8800 modell monitorral és billentyűzettel kombinálva.
