Dajte jasnú odpoveď na otázku „Kto vynašiel počítač? v skutočnosti to nie je také jednoduché. Ako je to v prípade mnohých iných vynálezov, veľa ľudí, ktorí pracovali v rôznych krajinách, prispelo k vzhľadu počítača a na otázku, ktoré zariadenie si v skutočnosti zaslúži označenie prvý počítač, môžu byť rôzne odpovede. daný. Takže tento príspevok je o vynálezcoch počítača.
čo je počítač? Počítač je na jednej strane považovaný za druh výpočtovej techniky, no jeho dôležitou vlastnosťou by mala byť schopnosť nielen vykonávať výpočty, aj keď zložité, ale vykonávať nejaký ľubovoľne určený program. To znamená, že zariadenia určené na riešenie len určitých problémov nezodpovedajú definícii počítača, počítač je univerzálne zariadenie na výpočtovú techniku, ktoré sa dá naprogramovať.
História počítačov sa začína v 19. storočí. V roku 1808 francúzsky tkáč Joseph Marie Jacquard (alebo Jacquard) vynašiel tkáčsky stav, ktorý dokáže nielen vyrábať látky, ale aj vyrábať látky s ľubovoľnými vzormi. V skutočnosti to bol programovateľný stroj. Vzor bol nastavený pomocou dosiek s otvormi vyvŕtanými v určitom poradí - diernych štítkov.
Dierovacie štítky pre žakárový stroj
V roku 1832 ruský vynálezca Semjon Nikolajevič Korsakov zverejnil návrh špeciálnych strojov na spracovanie informácií pomocou diernych štítkov. V skutočnosti to boli databázové stroje. Vynález však nezískal oficiálnu podporu, komisia, ktorá projekt posudzovala, vyjadrila názor, že „Pán Korsakov vynaložil príliš veľa inteligencie na to, aby učil iných, aby sa zaobišli bez inteligencie“.
Kto prišiel s návrhom prvého programovateľného výpočtového zariadenia, teda počítača? Tento muž bol Angličan Charles Babbage. Babbage bol mimoriadne všestranný človek, ale je známy najmä svojimi návrhmi pre počítače. V roku 1822 zostrojil stroj na výpočet logaritmických tabuliek, tento stroj sa neskôr stal známym ako stroj malého rozdielu. Babbage sa potom rozhodol postaviť plnohodnotnú verziu rozdielového motora, dostal dotáciu od vlády, no nedodržal termín ani objem financií. Namiesto počiatočných troch rokov a 1 500 libier utratil Babbage 11 rokov a 17 000 libier, ale stroj nikdy nedokončil. Až v roku 1991, k Babbageovmu dvojstému výročiu, bola v Londýne postavená pracovná verzia tohto rozdielového motora.
Babbageov rozdielový motor
Rozdielový motor je pomerne zložité, ale stále vysoko špecializované výpočtové zariadenie. Nedá sa to nazvať počítačom. V procese práce na rozdielovom motore však Babbage vyvinul projekt pre ešte zložitejší a univerzálnejší analytický motor, ktorým bol v skutočnosti mechanický počítač. Tento stroj mal blok na ukladanie čísel a sám vedel vykonávať výpočty podľa programu napísaného na diernych štítkoch. Bohužiaľ, auto bolo príliš zložité a ani dnes sa ho nadšenci neodvážili reprodukovať.
V 19. a na začiatku 20. storočia vývoj výpočtovej techniky pokračoval, no stále bola určená pre vysoko špecializované výpočty. V roku 1936 anglický matematik Alan Turing opísal abstraktný stroj vhodný na ľubovoľné výpočty. Opísaný stroj sa nazýval Turingov stroj. V skutočnosti Turing definoval kritériá, podľa ktorých sa dalo určiť, či je počítačový stroj univerzálny.
Alan Turing
Koncom 30-tych rokov existovali dve možnosti zostavovania počítačov. Bežnejšie boli elektromechanické stroje, ktoré kombinovali elektrické a mechanické prvky. Počítali veľmi pomaly – jedna operácia mohla trvať niekoľko sekúnd. Ale v tom čase sa objavil iný koncept - použiť vákuové lampy ako prvky. Vákuové elektrónkové stroje - elektronické - mohli počítať oveľa rýchlejšie, ale elektrónky boli drahé a málo spoľahlivé a často vyhoreli.
Prvé počítače sa objavili medzi koncom tridsiatych a koncom štyridsiatych rokov. Jedinou otázkou je, ktoré zariadenie sa považuje za prvý skutočný počítač? Pozrime sa na kandidátov.
1) Autá Konrada Zuseho
Konrád Zuse bol nemecký inžinier, ktorý z vlastnej iniciatívy začal s vývojom počítačov. V roku 1938 za vlastné peniaze vyvinul a zostrojil prvý elektromechanický stroj s názvom Z1 a implementoval do neho programovacie možnosti, no nefungoval spoľahlivo. V roku 1939 sa začala druhá svetová vojna a Zuse bol povolaný na front, odkiaľ sa mu podarilo vrátiť a vytvoriť druhú verziu svojho auta - Z2 a začiatkom roku 1941 - Z3. Tieto stroje boli pravdepodobne prvé skutočne fungujúce elektromechanické počítače. V roku 1941 bol Zuse opäť povolaný na front. Bez ohľadu na to, ako dokázal vedeniu Wehrmachtu dôležitosť svojich počítačov, nechceli ho počúvať. Až po zásahu spoločnosti na výrobu lietadiel Henschel, kde Zuse predtým pracoval ako inžinier, sa konečne mohol vrátiť k práci na svojich počítačoch. Predpokladalo sa, že budú použité na výpočet aerodynamických parametrov lietadiel. Vedenie Wehrmachtu však týmto vývojom nebolo nadšené a keďže v ňom nevidelo žiadnu zvláštnu hodnotu, veľmi sa zdráhalo ho financovať. Ďalší model, Z4, dokončil Zuse až po vojne. V roku 1950 predal tento model do Švajčiarska.
Z3 (reštaurovaná kópia) v nemeckom múzeu
Z3 vedel čítať program z diernej pásky a podľa neho vykonávať výpočty. Tento stroj bol však elektromechanický, takže pracoval veľmi pomaly a nedokázal vyslovene vykonávať inštrukcie podmieneného skoku, ktoré sa považujú za dôležitú súčasť počítačového programu. Dá sa Z3 považovať za prvý počítač na svete a Konrad Zuse za jeho vynálezcu? Niekto si myslí, že áno, niekto si myslí, že nie.
2) Počítač Atanasov-Berry
V roku 1942 americký matematik bulharského pôvodu Ján Atanasov a inžinier Clifford Berry, ktorý mu pomáhal, postavil prvý 100% elektronický počítač bez mechanických častí. Tento stroj nebol univerzálny a bol určený hlavne na riešenie lineárnych rovníc, avšak v roku 1973 ho Federálny okresný súd USA uznal za „prvý počítač“. Možno by z tohto stroja vyšlo aj niečo viac, keby Atanasova nepovolali do americkej armády.
Počítač Atanasov-Berry
3) Britské „Bomby“ a „Kolosy“
Počas druhej svetovej vojny stáli Angličania pred úlohou rozlúštiť nemecké správy. Ručne nebolo možné prelomiť nemecké kódy. Potom sa Briti uchýlili k pomoci počítačov.
V roku 1940 vo Veľkej Británii podľa projektu Alan Turing Prvý elektromechanický počítač bol skonštruovaný na rozlúštenie nemeckého kódu Enigma. Volalo sa to „Bomba“. Jeden takýto stroj vážil 2,5 tony a aby bolo možné rozlúštiť čo najviac správ, do roku 1944 Briti postavili 210 týchto strojov.
"Bomba"
Ale na prenos dôležitých správ Nemci používali iný, ešte zložitejší Lorenzov kód. Na jeho dešifrovanie bol navrhnutý a vyrobený výkonný elektronický počítač s názvom „Colossus“ (v množstve 10 kusov). Bol programovateľný a na svoju dobu dosť výkonný, no stále to nebol univerzálny, ale vysoko špecializovaný stroj. Anglický inžinier navrhol Colossi a dohliadal na jeho stavbu. Tommy Flowers.
4) ENIAC
Presuňme sa do USA. V roku 1943 vedci z University of Pennsylvania Ján Mauchly A John Eckert Rozhodli sa zostrojiť výkonný elektronický počítač. Mal slúžiť najmä na výpočet delostreleckých tabuliek – únavná a namáhavá práca, ktorou bola univerzita poverená americká armáda. Predtým tabuľky počítali ľudia so sčítacími strojmi a to im zabralo veľa času. Zariadenie sa volalo ENIAC. ENIAC, skratka pre Electronic Numerical Integrator and Calculator, a dokázal vykonávať výpočty 2 400-krát rýchlejšie ako človek so sčítacím strojom.
ENIAC
ENIAC bol vyrobený na jeseň roku 1945. Obsahoval viac ako 10 tisíc elektrónok, vážil asi 27 ton a spotreboval 150 kW elektriny. V tom čase už naliehavá potreba výpočtu delostreleckých tabuliek zmizla a počítač sa začal používať na iné účely, napríklad na výpočet výbuchu vodíkovej bomby, aerodynamiky nadzvukových lietadiel a predpovedí počasia.
ENIAC možno bez zvláštnych výhrad považovať za skutočný počítač. Bol to plne elektronický počítač na všeobecné použitie, ktorý demonštroval plný potenciál počítačov. Okrem toho sa ENIAC stal prvým všeobecne známym počítačom, informácie o Zuseho a Atanasovových strojoch sa objavili neskôr a britské dešifrovacie počítače boli klasifikované (a takmer všetky zničené) na Churchillov príkaz. ENIAC si teda pravdepodobne zaslúžil titul prvého počítača na svete.
Práca s ENIACom však stále nebola veľmi pohodlná. Programovanie počítača prebiehalo zmenou polohy káblov a spínačov a príprava na výpočty často trvala oveľa dlhšie ako samotné výpočty. Ešte pred dokončením svojej práce americký matematik John von Neumann navrhol použiť architektúru pre budúce počítače, ktorá zahŕňala ukladanie inštrukcií a údajov do pamäte. Táto architektúra sa stala základom pre vývoj nasledujúcich počítačov.
Zhrňme si to a na záver odpovedzme, kto vynašiel počítač. Tak či onak sa podieľali na vynáleze a tvorbe prvých počítačov:
- Charles Babbage - autor prvého návrhu (mechanického) počítača;
- Alan Turing - opísal návrh univerzálneho počítača, dizajnér britského dešifrovacieho elektromechanického počítača "Bomb";
- Konrad Zuse - tvorca prvého elektromechanického programovateľného počítača;
- John Atanasov - tvorca prvého elektronického neprogramovateľného počítača;
- Tommy Flowers - dizajnér britského dešifrovacieho elektronického počítača "Colossus";
- John Mauchly a John Eckert - konštruktéri prvého univerzálneho elektronického počítača ENIAC;
- John von Neumann, jeden z účastníkov vývoja prvých amerických počítačov, navrhol architektúru, ktorá je základom dizajnu všetkých moderných počítačov.
Na prenosné počítačové zariadenia sa pozeralo s veľkou skepsou, keď sa prvýkrát objavili. Najviac ich vytvorili po druhej svetovej vojne, 14. februára 1946, americkí vývojári. Bol mimoriadne masívny a skladal sa z mnohých komponentov a vo svojich softvérových a hardvérových vlastnostiach nemal ďaleko ku kalkulačke.
Vytvorenie úplne prvého počítača ENIAC
ENIAC dlho a tvrdo pracoval na vytvorení prenosného zariadenia. Samozrejme, ich výskumná činnosť bola mnohostranná. Ale ešte pred nimi boli pokusy o vytvorenie počítača. Napríklad ešte pred vznikom niekoľkotonového ENIACu sa testovali podobné prototypy, ktoré sa však pre technické nedostatky nepodarilo vytvoriť.
Vedci na celom svete boli zaujatí vytvorením úplne prvého počítača. Rokom ukončenia vývoja bol rok 1946. Už 14. februára bol počítač ENIAC predstavený verejnosti v demokratických Spojených štátoch. Veľkosťou bol podobný malému domu, bol väčší ako on. Jeho hmotnosť bola asi 30 ton a množstvo elektronických lámp dokázalo osvetliť malé mesto - bolo ich 18 tisíc.
Trochu o prvom počítači
Pri takýchto obrovských rozmeroch bol výpočtový výkon 5000 operácií za sekundu. ENIAC pracoval niečo vyše 9 rokov a bol poslaný na recykláciu. Tento vrak vytvorila skupina piatich inžinierov. Rovnako ako internetová technológia, vytvorenie úplne prvého počítača nariadila armáda. Po jeho vývoji a predbežnom testovaní bol hotový výrobok presunutý do amerického letectva.
Počítač sa tiahol na dĺžku sedemnásť metrov a jeho hlava pozostávala zo 765 tisíc častí rôznych druhov. Náklady na vývoj boli asi pol milióna dolárov. Výška auta bola asi 2,5 metra. Zariadenie bolo umiestnené na Harvarde. Dátum vytvorenia prvého počítača však formálne padol na rok 1944, kedy bol prvýkrát testovaný.
Parametre zariadenia v americkom štýle
Ako už bolo uvedené, počítač z roku 1946 nedosiahol úroveň dnešných prenosných počítačov. Tu sú jeho parametre a hlavné charakteristiky:
- Počítač vážil viac ako 4,5 tony.
- Celková dĺžka drôtov v kryte bola 800 kilometrov.
- Šachta synchronizujúca výpočtové moduly mala dĺžku 15 metrov.
- Najjednoduchšie matematické operácie (sčítanie a odčítanie) trvali počítaču 0,33 sekundy.
- Rozdelenie trvalo 15,3 sekundy a násobil sa o niečo rýchlejšie, len za 6 sekúnd.
Na vytvorenie úplne prvého počítača boli vynaložené obrovské prostriedky. Rok tejto udalosti je 1946.
Úplne prvé pokusy o vytvorenie primitívnych elektronických výpočtových zariadení
Vedec z Ruskej ríše A. Krylov v roku 1912 dokázal vyvinúť prvý stroj na výpočet zložitých diferenciálnych rovníc. Len o 15 rokov neskôr, v roku 1927, vývojári z Ameriky testovali prvý
Dokonca aj nacisti vyvíjali počítače. Rok pred vypuknutím druhej svetovej vojny, v roku 1938, nemecký vedec Konrad Zuse vytvoril digitálny model počítača s programovacím komponentom, dostal názov Z1. A v roku 1941 prešiel „Z ako prvý“ niekoľkými vylepšeniami a dostal konečný názov Z3. Tento model oveľa viac pripomínal moderný prenosný počítač.
Finalizácia prototypu ABC
Vývojár John Atanasov z USA v roku 1942 viedol vývoj počítačového modelu ABC. Bol však odvedený do armády a vytvorenie počítača bolo na nejaký čas pozastavené. Jeho model začala testovať na štúdium ďalšia skupina vývojárov na čele s Johnom Mauchlym. V dôsledku toho začal svoju vlastnú prácu na vytvorení počítača ENIAC.
Ako prvý zrodil binárnu číselnú sústavu, ktorá sa v našich PC používa dodnes. Pôvodným účelom počítača bolo pomôcť armáde vyriešiť určité problémy. Prispeli k automatizácii výpočtov bombardovania pre delostrelectvo a letectvo.
Vytvorenie prvého počítača v ZSSR
Sovietsky zväz nezaostával za svetovými trendmi. V laboratóriu S.A. Lebedev vyvinul prvý počítačový model v celej Eurázii. Po prvom úspechu sovietskej elektronickej výpočtovej štruktúry nasledovali ďalšie, menej hlasné, ale mimoriadne užitočné pre vedu.
Sovietski vedci vyvinuli a otestovali malú elektronickú sčítačku, skrátene MESM. Išlo o model väčšieho výpočtového aparátu.
Prvý sovietsky elektronický počítač bol navrhnutý a uvedený do prevádzky neďaleko mesta Kyjev. Meno Sergeja Lebedeva (1902-1974) sa spája s príchodom prvého počítača v Únii a na území kontinentálnej Európy. V roku 1997 ho svetová vedecká komunita uznala za priekopníka výpočtovej techniky a v tom istom roku vydala Medzinárodná počítačová spoločnosť medailu s nápisom: „S.A. Lebedev - vývojár a dizajnér prvého počítača v Sovietskom zväze. Zakladateľ sovietskeho počítačového inžinierstva." Celkovo bolo za priamej účasti akademika vytvorených 18 elektronických počítačov, z ktorých 15 išlo do sériovej výroby.
Sergej Alekseevič Lebedev - zakladateľ výpočtovej techniky v ZSSR
V roku 1944, po vymenovaní za riaditeľa Energetického ústavu Akadémie vied Ukrajinskej SSR, sa akademik s rodinou presťahoval do Kyjeva. Do vytvorenia revolučného vývoja zostávajú ešte dlhé štyri roky. Tento ústav sa špecializoval na dve oblasti: elektrotechniku a tepelnú techniku. Riaditeľ ráznym rozhodnutím oddeľuje dva nie celkom kompatibilné vedecké smery a vedie Ústav elektroniky. Laboratórium inštitútu sa sťahuje na okraj Kyjeva (Feofania, bývalý kláštor). Práve tam sa splnil dlhoročný sen profesora Lebedeva - vytvoriť elektronický digitálny počítací stroj.
Prvý počítač ZSSR
V roku 1948 bol zostavený model prvého domáceho počítača. Zariadenie zaberalo takmer celý priestor miestnosti s rozlohou 60 m2. V návrhu bolo toľko prvkov (najmä vykurovacích), že pri prvom spustení stroja sa vytvorilo toľko tepla, že bolo dokonca potrebné demontovať časť strechy. Prvý model sovietskeho počítača sa volal jednoducho Small Electronic Computing Machine (MESM). Dokázal vykonávať až tri tisíce výpočtových operácií za minútu, čo bolo na vtedajšie pomery prehnane vysoké. MESM aplikoval princíp elektronického elektrónkového systému, ktorý už testovali západní kolegovia („Colossus Mark 1“ 1943, „ENIAC“ 1946).
Celkovo sa v MESM použilo asi 6 tisíc rôznych vákuových trubíc, zariadenie vyžadovalo výkon 25 kW. Programovanie prebiehalo zadávaním údajov z diernych pások alebo zadávaním kódov na zásuvnom prepínači. Výstup dát sa uskutočnil pomocou elektromechanického tlačového zariadenia alebo fotografovaním.
MESM parametre:
- binárny počítací systém s pevnou bodkou pred najvýznamnejšou číslicou;
- 17 číslic (16 plus jedna na znak);
- Kapacita RAM: 31 pre čísla a 63 pre príkazy;
- funkčná kapacita zariadenia: podobná RAM;
- systém velenia s tromi adresami;
- vykonané výpočty: štyri jednoduché operácie (sčítanie, odčítanie, delenie, násobenie), porovnanie s prihliadnutím na znamienko, posun, porovnanie v absolútnej hodnote, sčítanie príkazov, prenos riadenia, prenos čísel z magnetického bubna a pod.;
- typ ROM: spúšťacie články s možnosťou použitia magnetického bubna;
- systém zadávania údajov: sekvenčný s riadením prostredníctvom programovacieho systému;
- monoblokový univerzálny aritmetický prístroj paralelného pôsobenia na spúšťacie bunky.
Napriek maximálnej možnej autonómnej prevádzke MESM stále dochádzalo k odstraňovaniu porúch manuálne alebo prostredníctvom poloautomatickej regulácie. Počas testov bol počítač požiadaný o vyriešenie niekoľkých problémov, po ktorých vývojári dospeli k záveru, že stroj je schopný vykonávať výpočty mimo kontroly ľudskej mysle. Verejná demonštrácia schopností malej elektronickej sčítačky sa uskutočnila v roku 1951. Od tohto momentu sa zariadenie považuje za prvý sovietsky elektronický počítač uvedený do prevádzky. Na vytvorení MESM pod vedením Lebedeva pracovalo iba 12 inžinierov, 15 technikov a inštalatérov.
Napriek množstvu významných obmedzení fungoval prvý počítač vyrobený v ZSSR v súlade s požiadavkami svojej doby. Z tohto dôvodu bol stroj akademika Lebedeva poverený vykonávaním výpočtov na riešenie vedeckých, technických a národnohospodárskych problémov. Skúsenosti získané pri vývoji stroja boli využité pri tvorbe BESM a samotný MESM bol považovaný za funkčný prototyp, na ktorom boli vypracované princípy konštrukcie veľkého počítača. Prvá „palacinka“ akademika Lebedeva na ceste k rozvoju programovania a vývoju širokej škály problémov vo výpočtovej matematike sa neukázala ako hrudkovitá. Stroj sa používal ako na súčasné úlohy, tak bol považovaný za prototyp pokročilejších zariadení.
Lebedevov úspech bol vysoko ocenený v najvyšších stupňoch moci a v roku 1952 bol akademik vymenovaný do vedúcej pozície inštitútu v Moskve. Malý elektronický počítací stroj, vyrobený v jedinom exemplári, sa používal do roku 1957, potom bol prístroj rozobraný, rozobraný na súčiastky a umiestnený v laboratóriách Polytechnického inštitútu v Kyjeve, kde časti MESM slúžili študentom pri laboratórnom výskume.
Počítače série "M".
Kým akademik Lebedev v Kyjeve pracoval na elektronickom výpočtovom zariadení, v Moskve sa vytvárala samostatná skupina elektrotechnikov. V roku 1948 zamestnanci Krzhizhanovského energetického inštitútu Isaac Brook (elektrotechnik) a Bashir Rameev (vynálezca) predložili patentovému úradu žiadosť o registráciu vlastného počítačového projektu. Začiatkom 50. rokov sa Rameev stal vedúcim samostatného laboratória, kde sa malo toto zariadenie objaviť. Za jediný rok vývojári zostavili prvý prototyp stroja M-1. Vo všetkých technických parametroch to bolo zariadenie oveľa horšie ako MESM: iba 20 operácií za sekundu, zatiaľ čo Lebedevov stroj vykazoval výsledok 50 operácií. Neodmysliteľnou výhodou M-1 bola jeho veľkosť a spotreba energie. Konštrukcia využívala iba 730 elektrických lámp, vyžadovali 8 kW a celý prístroj zaberal iba 5 m 2 .
V roku 1952 sa objavil M-2, ktorého produktivita sa stokrát zvýšila, ale počet lámp sa zdvojnásobil. To sa dosiahlo použitím riadiacich polovodičových diód. Inovácia však vyžadovala viac energie (M-2 spotrebovala 29 kW) a konštrukčná plocha zaberala štyrikrát viac ako u predchodcu (22 m2). Výpočtové možnosti tohto zariadenia stačili na implementáciu množstva výpočtových operácií, ale sériová výroba sa nikdy nezačala.
"Baby" počítač M-2
Model M-3 sa opäť stal „dieťaťom“: 774 vákuových trubíc spotrebúvajúcich energiu vo výške 10 kW, plocha - 3 m 2. V súlade s tým sa tiež znížili výpočtové možnosti: 30 operácií za sekundu. To však stačilo na vyriešenie mnohých aplikovaných problémov, takže M-3 bol vyrobený v malej dávke, 16 kusov.
V roku 1960 vývojári zvýšili výkon stroja na 1000 operácií za sekundu. Táto technológia bola ďalej zapožičaná pre elektronické počítače „Aragats“, „Hrazdan“, „Minsk“ (vyrobené v Jerevane a Minsku). Tieto projekty, realizované súbežne s poprednými moskovskými a kyjevskými programami, ukázali vážne výsledky až neskôr, pri prechode počítačov na tranzistory.
"šípka"
Pod vedením Jurija Bazilevského vzniká v Moskve počítač Strela. Prvý prototyp zariadenia bol dokončený v roku 1953. "Strela" (ako M-1) obsahovala pamäť na katódových trubiciach (MESM používalo spúšťacie bunky). Projekt tohto počítačového modelu bol taký úspešný, že sa začala masová výroba tohto typu produktu v Moskovskej továrni na výpočtové a analytické stroje. Len za tri roky bolo zostavených sedem kópií zariadenia: na použitie v laboratóriách Moskovskej štátnej univerzity, ako aj vo výpočtových strediskách Akadémie vied ZSSR a na mnohých ministerstvách.
Počítač "Strela"
Strela vykonala 2 tisíc operácií za sekundu. Ale zariadenie bolo veľmi masívne a spotrebovalo 150 kW energie. Pri návrhu bolo použitých 6,2 tisíc svietidiel a viac ako 60 tisíc diód. „Makhina“ zaberala plochu 300 m2.
BESM
Po preložení do Moskvy (v roku 1952) do Ústavu presnej mechaniky a informatiky sa akademik Lebedev pustil do výroby nového elektronického výpočtového zariadenia - Veľkého elektronického počítacieho stroja, BESM. Všimnite si, že princíp konštrukcie nového počítača bol do značnej miery vypožičaný z raného vývoja Lebedeva. Realizácia tohto projektu znamenala začiatok najúspešnejšej série sovietskych počítačov.
BESM už vykonával až 10 000 výpočtov za sekundu. V tomto prípade bolo použitých iba 5000 lámp a spotreba energie bola 35 kW. BESM bol prvý sovietsky „širokoprofilový“ počítač – pôvodne mal byť poskytnutý vedcom a inžinierom na vykonávanie výpočtov rôznej zložitosti.
Model BESM-2 bol vyvinutý pre sériovú výrobu. Počet operácií za sekundu sa zvýšil na 20 tisíc. Po testovaní CRT a ortuťových trubíc mal tento model už RAM na feritových jadrách (hlavný typ pamäte RAM na nasledujúcich 20 rokov). Sériová výroba, ktorá sa začala v závode Volodarsky v roku 1958, vyrobila 67 jednotiek zariadení. BESM-2 znamenal začiatok vývoja vojenských počítačov, ktoré riadili systémy protivzdušnej obrany: M-40 a M-50. V rámci týchto úprav bol zostavený prvý sovietsky počítač druhej generácie 5E92b a ďalší osud série BESM bol už spojený s tranzistormi.
Prechod na tranzistory v sovietskej kybernetike prebehol hladko. Počas tohto obdobia domáceho počítačového inžinierstva nedochádza k žiadnemu zvlášť jedinečnému vývoju. V podstate boli staré počítačové systémy prerobené na nové technológie.
Veľký elektronický výpočtový stroj (BESM)
Celopolovodičový počítač 5E92b navrhnutý Lebedevom a Burtsevom bol vytvorený pre špecifické úlohy protiraketovej obrany. Pozostával z dvoch procesorov (výpočtový a periférny radič), mal systém vlastnej diagnostiky a umožňoval „horúcu“ výmenu výpočtových tranzistorových jednotiek. Výkon bol 500 tisíc operácií za sekundu pre hlavný procesor a 37 tisíc pre radič. Takýto vysoký výkon prídavného procesora bol potrebný, pretože nielen tradičné vstupno-výstupné systémy, ale aj lokátory pracovali v spojení s počítačovou jednotkou. Počítač zaberal viac ako 100 m2.
Po 5E92b sa vývojári opäť vrátili k BESM. Hlavnou úlohou je tu výroba univerzálnych počítačov pomocou tranzistorov. Takto sa objavil BESM-3 (zostal ako maketa) a BESM-4. Najnovší model bol vyrobený v náklade 30 exemplárov. Výpočtový výkon BESM-4 je 40 operácií za sekundu. Zariadenie sa používalo najmä ako „laboratórna vzorka“ na tvorbu nových programovacích jazykov a tiež ako prototyp na konštrukciu pokročilejších modelov, ako je BESM-6.
V celej histórii sovietskej kybernetiky a počítačovej techniky je BESM-6 považovaný za najprogresívnejší. V roku 1965 bolo toto počítačové zariadenie najpokročilejšie z hľadiska ovládateľnosti: vyvinutý systém vlastnej diagnostiky, niekoľko prevádzkových režimov, rozsiahle možnosti pre správu vzdialených zariadení, schopnosť pipeline spracovania 14 príkazov procesora, podpora virtuálnej pamäte, vyrovnávacia pamäť príkazov čítanie a zápis údajov. Ukazovatele výpočtovej výkonnosti sú až 1 milión operácií za sekundu. Výroba tohto modelu pokračovala až do roku 1987 a jeho používanie do roku 1995.
"kyjev"
Po odchode akademika Lebedeva do „Zlatoglavaya“ sa jeho laboratórium a jeho zamestnanci dostali pod vedenie akademika B.G. Gnedenko (riaditeľ Ústavu matematiky Akadémie vied Ukrajinskej SSR). Počas tohto obdobia bol nastavený kurz pre nový vývoj. Tak sa zrodila myšlienka vytvorenia počítača pomocou vákuových trubíc a pamäte na magnetických jadrách. Dostal názov „Kyjev“. Pri jeho vývoji sa prvýkrát uplatnil princíp zjednodušeného programovania – adresného jazyka.
V roku 1956 bývalé laboratórium Lebedev, premenované na Výpočtové centrum, viedol V.M. Glushkov (dnes toto oddelenie funguje ako Ústav kybernetiky pomenovaný po akademikovi Gluškovovi z Národnej akadémie vied Ukrajiny). Pod vedením Gluškova bol „Kyjev“ dokončený a uvedený do prevádzky. Stroj zostáva v prevádzke v stredisku, druhá vzorka kyjevského počítača bola zakúpená a zostavená v Spoločnom inštitúte pre jadrový výskum (Dubna, Moskovský región).
Viktor Michajlovič Gluškov
Prvýkrát v histórii používania výpočtovej techniky sa s pomocou „Kyjeva“ podarilo zaviesť diaľkové riadenie technologických procesov v hutníckom závode v Dneprodzeržinsku. Všimnite si, že testovaný objekt bol od auta vzdialený takmer 500 kilometrov. „Kyjev“ sa podieľal na množstve experimentov s umelou inteligenciou, strojovým rozpoznávaním jednoduchých geometrických tvarov, modelovaním strojov na rozpoznávanie tlačených a písaných písmen a automatickou syntézou funkčných obvodov. Pod vedením Glushkova bol na stroji testovaný jeden z prvých systémov správy relačných databáz („AutoDirector“).
Hoci zariadenie bolo založené na rovnakých vákuových trubiciach, Kyjev už mal feritovo-transformátorovú pamäť s objemom 512 slov. Zariadenie využívalo aj externý pamäťový blok na magnetických bubnoch s celkovým objemom deväťtisíc slov. Výpočtový výkon tohto modelu počítača bol tristokrát väčší ako možnosti MESM. Štruktúra príkazov je podobná (tri adresy pre 32 operácií).
„Kyjev“ mal svoje vlastné architektonické prvky: stroj implementoval asynchrónny princíp prenosu riadenia medzi funkčnými blokmi; niekoľko pamäťových blokov (feritová RAM, externá pamäť na magnetických bubnoch); vstup a výstup čísel v desiatkovej číselnej sústave; pasívne pamäťové zariadenie so súborom konštánt a podprogramov elementárnych funkcií; rozvinutý systém operácií. Zariadenie vykonávalo skupinové operácie s úpravou adresy, aby sa zvýšila efektivita spracovania zložitých dátových štruktúr.
V roku 1955 sa Rameevovo laboratórium presťahovalo do Penzy, aby vyvinulo ďalší počítač s názvom „Ural-1“ - lacnejší, a preto sériovo vyrábaný stroj. Len 1000 lámp so spotrebou energie 10 kW – to umožnilo výrazne znížiť výrobné náklady. "Ural-1" sa vyrábal do roku 1961, celkovo bolo zostavených 183 počítačov. Boli inštalované vo výpočtových strediskách a konštrukčných kanceláriách po celom svete. Napríklad v stredisku riadenia letu kozmodrómu Bajkonur.
„Ural 2-4“ bol tiež založený na vákuových trubiciach, ale už používal RAM na feritových jadrách a vykonal niekoľko tisíc operácií za sekundu.
V tom čase Moskovská štátna univerzita navrhovala svoj vlastný počítač „Setun“. Dostal sa aj do sériovej výroby. V Kazanskom počítačovom závode sa tak vyrobilo 46 takýchto počítačov.
"Setun" je elektronické výpočtové zariadenie založené na ternárnej logike. V roku 1959 tento počítač so svojimi dvoma desiatkami elektrónok vykonal 4,5 tisíc operácií za sekundu a spotreboval 2,5 kW energie. Na tento účel boli použité feritovo-diódové články, ktoré sovietsky elektrotechnik Lev Gutenmacher otestoval už v roku 1954 pri vývoji svojho bezvýbojkového elektronického počítača LEM-1.
„Setuni“ úspešne fungovali v rôznych inštitúciách ZSSR. Vytvorenie lokálnych a globálnych počítačových sietí si zároveň vyžadovalo maximálnu kompatibilitu zariadení (t.j. binárnu logiku). Tranzistory boli budúcnosťou počítačov, zatiaľ čo elektrónky zostali pozostatkom minulosti (ako kedysi mechanické relé).
"Setun"
"Dneper"
Kedysi bol Glushkov nazývaný inovátorom, opakovane predložil odvážne teórie v oblasti matematiky, kybernetiky a počítačovej techniky. Mnohé z jeho inovácií boli podporované a implementované počas života akademika. Čas nám však pomohol plne oceniť významný prínos, ktorý vedec prispel k rozvoju týchto oblastí. S menom V.M. Glushkov, domáca veda spája historické míľniky prechodu od kybernetiky k informatike a potom k informačným technológiám. Ústav kybernetiky Akadémie vied Ukrajinskej SSR (do roku 1962 - Výpočtové stredisko Akadémie vied Ukrajinskej SSR), na čele s vynikajúcim vedcom, špecializovaným na zlepšovanie výpočtovej techniky, vývoj aplikačného a systémového softvéru, priemyselné systémy riadenia výroby, ako aj služby spracovania informácií pre iné oblasti ľudskej činnosti. Ústav rozbehol rozsiahly výskum tvorby informačných sietí, periférií a komponentov pre ne. Dá sa s istotou konštatovať, že v tých rokoch bolo úsilie vedcov zamerané na „dobytie“ všetkých hlavných smerov rozvoja informačných technológií. Zároveň bola každá vedecky podložená teória okamžite uvedená do praxe a našla potvrdenie v praxi.
Ďalší krok v domácom počítačovom inžinierstve je spojený s príchodom elektronického výpočtového zariadenia Dnepr. Toto zariadenie sa stalo prvým univerzálnym polovodičovým riadiacim počítačom pre celú Úniu. Práve na základe Dnepra sa začali pokusy o masovú výrobu počítačového vybavenia v ZSSR.
Tento stroj bol navrhnutý a skonštruovaný len za tri roky, čo sa považovalo za veľmi krátky čas na takýto dizajn. V roku 1961 boli mnohé sovietske priemyselné podniky znovu vybavené a riadenie výroby padlo na plecia počítačov. Glushkov sa neskôr pokúsil vysvetliť, prečo bolo možné zostaviť zariadenia tak rýchlo. Ukazuje sa, že aj vo fáze vývoja a návrhu VC úzko spolupracovala s podnikmi, kde sa plánovalo inštalovať počítače. Analyzovali sa vlastnosti výroby, etapy a zostavili sa algoritmy pre celý technologický proces. To umožnilo presnejšie naprogramovať stroje na základe individuálnych priemyselných charakteristík podniku.
Za účasti Dnepra sa uskutočnilo niekoľko experimentov na diaľkové ovládanie výrobných zariadení rôznych špecializácií: oceľ, stavba lodí, chemický priemysel. Všimnite si, že v tom istom období západní dizajnéri navrhli univerzálny riadiaci polovodičový počítač RW300, podobný domácemu. Vďaka návrhu a uvedeniu počítača Dnepr do prevádzky bolo možné nielen zmenšiť vzdialenosť vo vývoji výpočtovej techniky medzi nami a Západom, ale aj prakticky kráčať „nohou v nohách“.
Počítač Dnepr má ďalší úspech: zariadenie sa vyrábalo a používalo ako hlavné výrobné a výpočtové zariadenie desať rokov. Toto (podľa štandardov výpočtovej techniky) je pomerne významné obdobie, pretože pre väčšinu takýchto vývojov sa štádium modernizácie a zlepšovania odhadovalo na päť až šesť rokov. Tento počítačový model bol natoľko spoľahlivý, že bol v roku 1972 poverený sledovaním experimentálnych vesmírnych letov raketoplánov Sojuz 19 a Apollo.
Po prvýkrát sa exportovala domáca výroba počítačov. Bol vypracovaný aj rámcový plán na výstavbu špecializovaného závodu na výrobu výpočtovej techniky – závodu výpočtových a riadiacich strojov (VUM), ktorý sa nachádza v Kyjeve.
A v roku 1968 bol v malej sérii vyrobený polovodičový počítač Dnepr 2. Tieto počítače mali rozšírenejší účel a používali sa na vykonávanie rôznych výpočtových, výrobných a ekonomických plánovacích úloh. Sériová výroba Dnepru 2 však bola čoskoro pozastavená.
"Dnepr" spĺňal tieto technické vlastnosti:
- dvojadresový príkazový systém (88 príkazov);
- binárny číselný systém;
- 26 bitov s pevným bodom;
- pamäť s náhodným prístupom s 512 slovami (od jedného do ôsmich blokov);
- výpočtový výkon: 20 tisíc operácií sčítania (odčítania) za sekundu, 4 tisíc operácií násobenia (delenia) v rovnakých časových frekvenciách;
- veľkosť prístroja: 35-40 m2;
- príkon: 4 kW.
"Promin" a počítače série "MIR".
Rok 1963 sa stáva prelomovým pre domáci počítačový priemysel. Tento rok sa stroj Promin (z ukrajinčiny - ray) vyrába v závode na výrobu počítačov v Severodonecku. Toto zariadenie ako prvé využívalo pamäťové bloky na metalizovaných kartách, krokové mikroprogramové ovládanie a množstvo ďalších noviniek. Za hlavný účel tohto počítačového modelu sa považovalo vykonávanie inžinierskych výpočtov rôznej zložitosti.
Ukrajinský počítač "Promin" ("Luch")
Po „Luch“ sa počítače „Promin-M“ a „Promin-2“ dostali do sériovej výroby:
- kapacita RAM: 140 slov;
- vstup dát: z metalizovaných diernych štítkov alebo konektorového vstupu;
- počet okamžite zapamätaných príkazov: 100 (80 - hlavné a stredné, 20 - konštanty);
- unicast príkazový systém s 32 operáciami;
- výpočtový výkon – 1000 jednoduchých úloh za minútu, 100 násobiacich výpočtov za minútu.
Hneď po modeloch série „Promin“ sa objavilo elektronické výpočtové zariadenie s mikroprogramovým vykonávaním najjednoduchších výpočtových funkcií - MIR (1965). Všimnite si, že v roku 1967 na svetovej technickej výstave v Londýne dostal stroj MIR-1 dosť vysoké odborné hodnotenie. Americká spoločnosť IBM (v tom čase popredný svetový výrobca a exportér počítačovej techniky) dokonca zakúpila niekoľko exemplárov.
MIR, MIR-1 a po nich druhá a tretia modifikácia boli skutočne neprekonaným technologickým slovom domácej a svetovej výroby. Napríklad MIR-2 úspešne konkuroval univerzálnym počítačom konvenčnej štruktúry, ktoré mnohonásobne prevyšovali nominálnu rýchlosť a kapacitu pamäte. Na tomto stroji bol po prvýkrát v praxi domáceho počítačového inžinierstva implementovaný interaktívny prevádzkový režim pomocou displeja so svetelným perom. Každý z týchto strojov bol krokom vpred na ceste k vybudovaniu inteligentného stroja.
S príchodom tejto série zariadení bol predstavený nový „strojový“ programovací jazyk – „Analyst“. Vstupná abeceda pozostávala z veľkých ruských a latinských písmen, algebraických znakov, znakov pre celé číslo a zlomkové časti čísla, čísel, exponentov poradia čísel, interpunkčných znamienok atď. Pri zadávaní informácií do stroja bolo možné použiť štandardné zápisy pre elementárne funkcie. Ruské slová, napríklad „nahradiť“, „bit“, „vypočítať“, „ak“, „potom“, „tabuľka“ a ďalšie, sa použili na opis výpočtového algoritmu a na označenie formy výstupných informácií. Akékoľvek desatinné hodnoty je možné zadať v akejkoľvek forme. Všetky potrebné výstupné parametre boli naprogramované počas obdobia nastavovania úlohy. „Analytik“ vám umožnil pracovať s celými číslami a poliami, upravovať zadané alebo už spustené programy a meniť bitovú hĺbku výpočtov nahradením operácií.
Symbolická skratka MIR nebola ničím iným ako skratkou pre hlavný účel zariadenia: „stroj na technické výpočty“. Tieto zariadenia sú považované za jedny z prvých osobných počítačov.
Technické parametre MIR:
- binárno-desiatkový číselný systém;
- pevná a pohyblivá rádová čiarka;
- ľubovoľná bitová hĺbka a dĺžka vykonávaných výpočtov (jediné obmedzenie bolo dané množstvom pamäte - 4096 znakov);
- výpočtový výkon: 1000-2000 operácií za sekundu.
Zadávanie údajov sa uskutočňovalo pomocou písacieho zariadenia (elektrický písací stroj Zoemtron), ktorý je súčasťou súpravy. Komponenty boli spojené pomocou mikroprogramového princípu. Následne sa vďaka tomuto princípu podarilo vylepšiť ako samotný programovací jazyk, tak aj ďalšie parametre zariadenia.
Superautá série Elbrus
Vynikajúci sovietsky vývojár V.S. Burtsev (1927-2005) v histórii ruskej kybernetiky je považovaný za hlavného konštruktéra prvých superpočítačov a výpočtových systémov pre systémy riadenia v reálnom čase v ZSSR. Vyvinul princíp výberu a digitalizácie radarového signálu. To umožnilo vyrobiť ako prvý na svete automatický záznam údajov z prehľadovej radarovej stanice na navádzanie stíhačiek na vzdušné ciele. Úspešne uskutočnené experimenty na simultánnom sledovaní viacerých cieľov vytvorili základ pre vytvorenie systémov automatického zacielenia. Takéto schémy boli postavené na základe výpočtových zariadení Diana-1 a Diana-2, vyvinutých pod vedením Burtseva.
Ďalej skupina vedcov vyvinula princípy konštrukcie počítačových systémov protiraketovej obrany (BMD), čo viedlo k vzniku presne navádzaných radarových staníc. Išlo o samostatný, vysoko efektívny výpočtový komplex, ktorý umožňoval automatické ovládanie zložitých objektov umiestnených na veľké vzdialenosti online s maximálnou presnosťou.
V roku 1972 vznikli pre potreby importovaných systémov PVO prvé trojprocesorové počítače 5E261 a 5E265, postavené na modulárnom princípe. Každý modul (procesor, pamäť, externé komunikačné riadiace zariadenie) bol plne pokrytý hardvérovým riadením. To umožnilo automaticky zálohovať dáta v prípade porúch alebo výpadkov jednotlivých komponentov. Proces výpočtu nebol prerušený. Výkon tohto zariadenia bol v tej dobe rekordný - 1 milión operácií za sekundu s veľmi malými rozmermi (menej ako 2 m 3 ). Tieto komplexy v systéme S-300 sa stále používajú v bojovej službe.
V roku 1969 bola stanovená úloha vyvinúť výpočtový systém s výkonom 100 miliónov operácií za sekundu. Takto sa javí projekt komplexného multiprocesorového výpočtového systému Elbrus.
Vývoj strojov s „mimoriadnymi“ schopnosťami mal charakteristické rozdiely spolu s vývojom univerzálnych elektronických výpočtových systémov. Tu boli kladené maximálne požiadavky tak na architektúru a základňu prvkov, ako aj na dizajn počítačového systému.
Pri práci na Elbruse a mnohých vývojových krokoch, ktoré im predchádzali, sa objavili otázky o efektívnej implementácii odolnosti voči chybám a nepretržitej prevádzke systému. Preto majú také vlastnosti, ako je multiprocesing a súvisiace prostriedky na paralelizáciu vetiev úloh.
V roku 1970 sa začala plánovaná výstavba komplexu.
Vo všeobecnosti je Elbrus považovaný za úplne originálny sovietsky vývoj. Obsahoval také architektonické a dizajnové riešenia, vďaka ktorým rástol výkon MVK takmer lineárne s nárastom počtu procesorov. V roku 1980 Elbrus-1 s celkovou produktivitou 15 miliónov operácií za sekundu úspešne prešiel štátnymi skúškami.
MVK "Elbrus-1" sa stal prvým počítačom v Sovietskom zväze postaveným na báze mikroobvodov TTL. Pokiaľ ide o softvér, jeho hlavným rozdielom je zameranie na jazyky na vysokej úrovni. Pre tento typ komplexov bol vytvorený aj vlastný operačný systém, súborový systém a programovací systém El-76.
Elbrus-1 poskytoval výkon od 1,5 do 10 miliónov operácií za sekundu a Elbrus-2 - viac ako 100 miliónov operácií za sekundu. Druhou revíziou stroja (1985) bol symetrický multiprocesorový výpočtový komplex desiatich superskalárnych procesorov na maticových LSI, ktoré boli vyrobené v Zelenograde.
Sériová výroba strojov takejto zložitosti si vyžadovala urýchlené nasadenie systémov automatizácie počítačového dizajnu a tento problém sa podarilo úspešne vyriešiť pod vedením G.G. Ryabova.
„Elbrus“ vo všeobecnosti priniesol množstvo revolučných inovácií: superskalárne procesorové spracovanie, symetrickú multiprocesorovú architektúru so zdieľanou pamäťou, implementáciu bezpečného programovania s hardvérovými dátovými typmi – všetky tieto schopnosti sa objavili v domácich strojoch skôr ako na Západe. Vytvorenie jednotného operačného systému pre viacprocesorové systémy viedol B.A. Babayan, ktorý bol kedysi zodpovedný za vývoj systémového softvéru BESM-6.
Práce na poslednom stroji rodiny, Elbrus-3, s rýchlosťou až 1 miliardy operácií za sekundu a 16 procesormi, boli dokončené v roku 1991. Ukázalo sa však, že systém je príliš ťažkopádny (kvôli základni prvkov). Navyše sa v tom čase objavili cenovo výhodnejšie riešenia na stavbu počítačových pracovných staníc.
Namiesto záveru
Sovietsky priemysel bol plne automatizovaný, ale veľké množstvo zle kompatibilných projektov a sérií viedlo k určitým problémom. Hlavné „ale“ sa týkalo hardvérovej nekompatibility, ktorá bránila vytvoreniu univerzálnych programovacích systémov: všetky série mali rôzne bity procesorov, inštrukčné sady a dokonca aj veľkosti bajtov. A masovú výrobu sovietskych počítačov možno len ťažko nazvať masovou výrobou (dodávky prebiehali výlučne do počítačových centier a výroby). Zároveň sa zvýšil náskok medzi americkými inžiniermi. V 60-tych rokoch už teda Silicon Valley suverénne vyčnievalo v Kalifornii, kde sa mohutne vytvárali progresívne integrované obvody.
V roku 1968 bola prijatá štátna smernica „Row“, podľa ktorej ďalší rozvoj kybernetiky ZSSR smeroval cestou klonovania počítačov IBM S/360. Sergej Lebedev, ktorý v tom čase zostal popredným elektrotechnikom v krajine, skepticky hovoril o Ryadovi. Podľa jeho názoru bola cesta kopírovania z definície cestou zaostávajúcich. Ale nikto nevidel iný spôsob, ako rýchlo „vychovať“ toto odvetvie. V Moskve bolo založené Výskumné centrum elektronickej výpočtovej techniky, ktorého hlavnou úlohou bolo implementovať program „Ryad“ - vývoj jednotnej série počítačov podobných S/360.
Výsledkom práce centra bol v roku 1971 vzhľad počítačov série EC. Napriek podobnosti myšlienky s IBM S/360 sovietski vývojári nemali priamy prístup k týmto počítačom, takže návrh domácich strojov začal demontážou softvéru a logickou konštrukciou architektúry založenej na algoritmoch jej prevádzky.
Možno si dnes už nemožno predstaviť život bez použitia počítačov. Sú veľmi úzko integrované takmer do všetkých oblastí ľudskej činnosti.
Počítače pomáhajú ukladať a spracovávať obrovské množstvo dát vysokou rýchlosťou, čo môže výrazne optimalizovať pracovný proces. Každým rokom narastá kapacita diskového priestoru na ukladanie dát a zmenšuje sa veľkosť počítačov: od stolných po tenké all-in-one počítače a mobilné notebooky.
Počítače však tieto vlastnosti nemali vždy. Poďme sa pozrieť na to, ako sa objavil úplne prvý počítač, kto bol jeho tvorcom a ako sme sa k nemu dostali :)
Kedy sa objavil prvý počítač?
Všeobecne sa uznáva, že prvou etapou vzniku počítačovej technológie a predchodcom moderného počítača boli prvé aritmetické účty vynájdené v starovekom Babylone. Tieto počítadlá sa nazývali počítadlo. Mechanizmus počítadla bol celkom jednoduchý a pozostával z dosky s čiarami. Výpočty sa robili ukladaním kameňov alebo iných predmetov na tieto čiary.
Xuanpan - čínske počítadlo 2
Postupom času sa v Číne objavila vylepšená verzia počítadla, ktorá sa volala suanpan. Cez tieto počítadlá sa ťahali laná, na ktorých boli navlečené kosti v podobe guľôčok. Počítacia tabuľa umožňovala štyri základné operácie: sčítanie, odčítanie, násobenie a delenie. Okrem toho bolo možné extrahovať kocku a odmocniny.
Antikythérsky mechanizmus pre astronómov 3
Po určitom čase bolo v Grécku vyrobené zariadenie, ktoré umožňovalo astronomické výpočty. Bol nazývaný mechanizmus Antikythera, na počesť ostrova, v blízkosti ktorého sa mechanizmus našiel. Zariadenie pozostávalo z ozubených kolies vo vnútri dreveného puzdra s ciferníkmi umiestnenými na vonkajšej strane. Potom katalánsky mysliteľ Raymond Lull, ktorý vytvoril logický stroj z papierových kruhov usporiadaných v ternárnej logike a rozdelených čiarami do špeciálnych sekcií.
Mechanizmus Leo da Vinci 4
Ďalší krok urobil známy Leo da Vinci. Vo svojich denníkoch opísal 13-bitové zariadenie s desiatimi sumačnými krúžkami. Podobný mechanizmus bol vyvinutý neskôr, až v 20. storočí, podľa Leových kresieb.
Wilhelm Schickard počítacie hodiny 5
Tübingenský profesor Wilhelm Schickard vytvoril výpočtové zariadenie s ozubenými kolesami, nazývané počítacie hodiny. Umožňovali sčítanie a odčítanie šesťciferných 10. čísel. Ďalší mechanizmus robil násobenie.
Posuvné pravítko 6
Matematici William Oughtred a Richard Delamaine vyvinuli logaritmické pravítko schopné vykonávať širokú škálu výpočtových operácií: sčítanie, odčítanie, násobenie, delenie, umocňovanie, odmocniny a odmocniny, výpočet logaritmu, trigonometrické a hyperbolické výpočty. No nie je to skvelé?
Aritmetický Pascalina 7
Francúz Blaise Pascal vytvoril aritmetický stroj s názvom Pascalina. Išlo o mechanické zariadenie v podobe skrinky s ozubenými kolesami na odčítanie a sčítanie päťciferných 10-ciferných čísel.
Leibnizov sčítací stroj 8
Matematik a mysliteľ Gottfried Wilhelm Leibniz vytvoril sčítací stroj, ktorý mu umožňoval robiť štyri základné matematické operácie. Leibniz potom opísal binárny číselný systém a zistil, že keď sú skupiny čísel napísané pod sebou, nuly a jednotky vo zvislých stĺpcoch sa opakujú. Leibniz urobil výpočty a uvedomil si, že binárny kód sa dá použiť v mechanike, ale technické možnosti jeho doby mu neumožnili vytvoriť zariadenie.
Základy matematickej analýzy 9
Matematik Isaac Newton položil základy matematickej analýzy. Na základe práce Leibniza vytvoril matematik Christian Ludwig Gersten aritmetický stroj na výpočet kvocientu a počtu po sebe nasledujúcich operácií sčítania počas násobenia. Zariadenie umožňovalo aj kontrolu správnosti zadávania čísel.
Rozdiel medzi nápadom stroja 10
Johann Müller, vojenský inžinier, prišiel s myšlienkou „rozdielového motora“ – sčítacieho stroja na tabuľkové logaritmy – a zároveň vylepšil mechanickú kalkulačku založenú na Leibnizových stupňovitých valčekoch.
Tkáčsky stav diernych štítkov 11
Francúzsky vynálezca Joseph Marie Jacquard vytvoril tkáčsky stav, ktorý bol ovládaný pomocou diernych štítkov. Ďalší Francúz Thomas de Colmar začal s úplne prvou priemyselnou výrobou sčítacích strojov.
Babbageov diferenciálny motor 12
Charles Babbage vynašiel prvý rozdielový stroj - sčítací stroj na automatické zostavovanie matematických tabuliek. Babbage však nedokázal zostaviť mechanizmus, ale jeho syn to urobil po smrti svojho otca.
Na základe práce Charlesa Babbagea vytvorili bratia Schutzovci, Georg a Edward, prvý rozdielový motor.
Mechanizmus ternárnych čísel 13
Thomas Fowler zostrojil ternárny počítací mechanizmus s ternárnym číselným systémom.
Čebyševov sčítací stroj 14
Ruský matematik Chebyshev vytvoril Chebyshev sčítací stroj, ktorý vám umožňuje robiť sčítanie s prevodom desiatok, ako aj násobiť a deliť čísla.
Systém sčítania 15
Herman Hollerith vyvinul elektronický tabuľkový systém používaný pre americké sčítanie ľudu.
Stroj na diferenciálne rovnice 16
Na základe práce ruského vedca Krylova bol vytvorený stroj obyčajných diferenciálnych rovníc.
Bush analógový počítač 17
Americký vedec Vannevar Bush vyvinul mechanický analógový počítač na Massachusetts Institute of Technology.
Prvý počítač Konrada Zuseho 18
Nemecký inžinier Konrad Zuse v spolupráci s Helmutom Schreyerom vytvoril mechanizmus s názvom Z1, čo bol programovateľný digitálny mechanizmus. Prvá skúšobná verzia nebola nikdy použitá. Čoskoro vznikol stroj Z2 a potom Z3 - ktorý sa stal prvým výpočtovým strojom s vlastnosťami moderného počítača.
Atanasovov počítač - Berry 19
Bulharsko-americký matematik John Atanasoff spolu so svojím postgraduálnym študentom Cliffordom Berrym vyvinuli prvý elektronický digitálny počítač s názvom ABC (Atanasoff-Berry Computer - ABC).
Kolos v boji proti nacistom 20
Na vojenské účely, na rozlúštenie tajných kódov nacistického Nemecka, bol vyvinutý stroj British Colossus.
Známka 1 pre US Navy 21
Americká skupina inžinierov pod vedením Howarda Aikena vyvinula prvý americký počítač – Mark 1. Stroj sa začal používať na výpočty v americkom námorníctve.
Prvý programovací jazyk 22
Konrad Zuse vyvinul novú a rýchlejšiu verziu počítača Z4. Okrem toho vznikol aj prvý programovací jazyk Plankalkül.
EVM Lebedeva 23
Prvý sovietsky elektronický počítač vytvorila skupina inžinierov pod vedením sovietskeho vedca Lebedeva.
Tranzistorový zosilňovač 24
Vedci z Bell Labs William Shockley, Walter Brattain a John Bardeen vytvorili tranzistorový zosilňovač, ktorý pomohol zmenšiť veľkosť počítačov a eliminovať používanie vákuových elektrónok.
Prvý tranzistorový počítač 25
Americká spoločnosť NCR vytvorila úplne prvý počítač využívajúci tranzistory.
ENIAC 26
Prvý elektronický digitálny počítač ENIAC bol vyvinutý v IBM
Počítače System 360 27
IBM vytvorilo počítače System 360, ktoré boli príkladom štandardu pre výrobcov počítačového hardvéru a kompatibility s iným počítačovým hardvérom.
Mikroprocesory Intel 28
Robert Noyce a Gordon Moore tvoria spoločnosť Intel a zaoberajú sa tvorbou pamäťových mikročipov a následne mikroprocesorov.
Základná počítačová zostava 29
Douglas Engelbart vytvára systém, ktorý obsahuje alfanumerickú klávesnicu, myš a program na zobrazovanie údajov na obrazovke.
Tvorca počítačovej myši 30
Vynálezca Douglas Engelbart, ktorý neskôr vynašiel aj grafické rozhranie, hypertext, textový editor, online skupinové konferencie a vytvoril počítačovú myš.
Otec internetu budúcnosti 31
Ministerstvo obrany USA vytvára sieť ARPAnet – budúci internet.
Flexibilný magnetický disk 32
Vznikla flexibilná magnetická disková mechanika s rozmermi 200 mm, 133 mm, 90 mm.
Prvý mikroprocesor 33
Objavil sa prvý mikroprocesor na integrovanom obvode - Intel 4004, ktorý má 4-bitovú kapacitu. Procesor sa používal v kalkulačkách a semaforoch. Čoskoro sa objavili 8-bitové Intel 8008, Intel 8080, Zilog Z80, MOS 6502, Motorola 6800, ako aj 16-bitové Intel 8086 a Intel 8088, ktoré sa už používali v osobných počítačoch.
Ako vyzeral prvý počítač 34
Úplne prvé počítače mali obrovské rozmery a nízky výkon. Na umiestnenie jedného počítača bola potrebná samostatná a veľká miestnosť. Počítače potrebovali na prevádzku veľa elektriny, čo bolo veľmi drahé. Navyše na údržbu a prácu s počítačom bol potrebný celý tím vyškolených odborníkov.
Prvé použitie počítača 35
Náklady na počítače boli veľmi vysoké, spočiatku neboli masovo žiadané a mohli si ich kúpiť iba veľké spoločnosti. Prvé počítače boli vytvorené na matematické výpočty. Navyše dáta ukladali a spracovávali v nie príliš veľkých objemoch. Počítače spočiatku používali len výskumné ústavy, no neskôr ich začali využívať veľké spoločnosti a banky.
Konečne
Odvtedy počítače dobyli svet, no ani naša staršia generácia ich nevedela využiť na svoje vzdelávanie, nieto ešte na zábavu. Ale rýchly rozvoj výpočtovej techniky, iniciovaný spoločným úsilím mnohých vynálezcov, sprístupnil počítač takmer každému. Aký bol tvoj prvý počítač?
Pojem „prvý počítač na svete“ môže znamenať niekoľko rôznych modelov. Na jednej strane ide o gigantické stroje vytvorené v polovici 20. storočia.
Na druhej strane sa ľudstvo s počítačmi priamo zoznámilo, ba dokonca dostalo možnosť využívať ich v bežnom živote až oveľa neskôr.
A história prvých osobných počítačov sa začína v polovici 70. rokov minulého storočia.
V našom materiáli vám povieme o vytvorení prvých prototypov moderných počítačov a obrovských počítacích strojov, ktoré vedci nazývajú prvé počítače.
Prví „obri“ výpočtovej techniky
Na samom začiatku počítačovej éry, v 40. rokoch 20. storočia, vzniklo niekoľko samostatne vyvinutých modelov obrovských výpočtových zariadení.
Všetky boli vyvinuté a zostavené vedcami z USA a zaberali desiatky metrov štvorcových plochy.
Podľa moderných štandardov možno takéto zariadenie len ťažko nazvať počítačom.
V tom čase však neexistovali výkonnejšie stroje na vykonávanie výpočtov rýchlosťou oveľa vyššou ako priemerný človek.
Ryža. 1 Jeden z prvých počítačov, UNIVAC, je prinesený do inštalačnej miestnosti.
Mark-1
Programovateľné zariadenie "Mark-1" sa právom považuje za prvý počítač na svete.
Počítač, ktorý v roku 1941 vyvinula skupina 5 inžinierov (vrátane Howarda Aikena), bol určený na vojenské účely.
Po dokončení prác, kontrole a nastavení počítača bol prevelený k americkému letectvu. Oficiálne spustenie Mark-1 sa uskutočnilo v auguste 1944.
Hlavná časť počítača, ktorej celkové náklady presiahli 500 tisíc dolárov, sa nachádzala vo vnútri kovovej skrinky a pozostávala z viac ako 765 tisíc častí.
Dĺžka zariadenia dosiahla 17 metrov
Výška je 2,5 m, v dôsledku čoho bola pre ňu pridelená obrovská miestnosť na Harvardskej univerzite. Medzi ďalšie parametre zariadenia patria:
- celková hmotnosť: viac ako 4,5 tony;
- dĺžka elektrických káblov vo vnútri krytu: do 800 km;
- dĺžka hriadeľa synchronizujúceho výpočtové moduly: 15 m;
- výkon elektromotora, ktorý poháňal počítač: 5 kW;
- rýchlosť výpočtu: sčítanie a odčítanie - 0,33 s, delenie - 15,3 s, násobenie - 6 s.
„Mark-1“ by sa dal nazvať obrovským a výkonným sčítacím strojom – tejto verzie sa držia tí, ktorí považujú model ENIAC za zakladateľa výpočtovej techniky.
Vďaka schopnosti spúšťať užívateľom zadané programy v automatickom režime (čo napríklad o niečo skôr vytvorený nemecký počítač Z3 nedokázal) je práve Mark-1 považovaný za prvý počítač.
Pri práci s diernou papierovou páskou stroj nevyžadoval zásah človeka.
Hoci kvôli nedostatočnej podpore podmienených skokov bol každý program zaznamenaný na dlhú a slučkovú pásku.
Po tom, čo výkon zariadenia nestačil na dokončenie nových úloh, ktoré zákazníci zadali vývojárom, jeden z autorov počítača, Howard Aiken, pokračoval v práci na nových modeloch.
Takže v roku 1947 bola vytvorená druhá verzia „Mark-2“ a v roku 1949 „Mark-3“.
Posledná verzia s názvom Mark IV vyšla v roku 1952 a používala ju aj americká armáda.
Ryža. 2 Prvý počítač Mark-1.
ENIAC
Počítač ENIAC mal vykonávať približne rovnaké úlohy ako Mark-1.
Výsledkom vývoja bol však skutočne multitaskingový počítač.
Prvé spustenie zariadenia sa uskutočnilo takmer koncom roku 1945, takže na jeho použitie na vojenské účely v druhej svetovej vojne už bolo neskoro.
A najzložitejší počítač v tom čase, ktorý podľa súčasníkov pracoval „rýchlosťou myslenia“, sa podieľal na iných projektoch.
Jednou z nich bola simulácia výbuchu vodíkovej bomby.
Pracovná frekvencia týchto prvkov dosiahla 100 tisíc impulzov každú sekundu.
Aby sa zvýšila spoľahlivosť takéhoto množstva zariadení, vývojári použili metódu určenú na prevádzku hudobných elektrických orgánov.
Potom sa nehodovosť niekoľkokrát znížila a zo 17 tisíc lámp za týždeň nevyhoreli viac ako dve.
Okrem toho bol vyvinutý systém monitorovania bezpečnosti zariadení, ktorý zahŕňal kontrolu každej zo 100 000 malých častí.
Nastavenia počítača:
- celkový čas vývoja: 200 tisíc človekohodín;
- cena projektu: 487 tisíc dolárov;
- hmotnosť: asi 27 ton;
- výkon: 174 kW;
- pamäť: 20 alfanumerických kombinácií;
- prevádzková rýchlosť: sčítanie – 5 tisíc operácií za sekundu, násobenie – 357 operácií za sekundu.
Na vstup a výstup údajov do ENIAC bol použitý tabelátor pri rýchlostiach 125 a 100 kariet za minútu.
Počas testov počítač spracoval viac ako 1 milión diernych štítkov.
A jedinou vážnou nevýhodou stroja, ktorý stokrát zrýchlil proces výpočtu v porovnaní s jeho predchodcom, dokonca aj na svoju dobu, bola jeho veľkosť - takmer 2-krát väčšia ako u Mark-1.
Ryža. 3 Druhý počítač ENIAC na svete.
EDVAC
Vylepšený počítač EDVAC (tiež vytvorený Eckertom a Mosleym) mohol vykonávať výpočty nielen na základe diernych štítkov, ale aj pomocou programu obsiahnutého v pamäti.
Táto príležitosť vznikla v dôsledku použitia ortuťových trubíc, ktoré uchovávajú informácie, a binárneho systému, ktorý výrazne zjednodušil výpočty a počet lámp.
Výsledkom práce skupiny amerických vedcov bol počítač s pamäťou asi 5,5 KB, pozostávajúci z nasledujúcich prvkov:
- Zariadenia na čítanie a zapisovanie informácií z magnetických pások;
- osciloskop na monitorovanie činnosti počítača;
- zariadenie, ktoré prijíma signály z ovládacích prvkov a prenáša ich do výpočtových modulov;
- časovač;
- Zariadenia na vykonávanie výpočtov a ukladanie informácií;
- dočasné registre (v modernej terminológii „schránky“), v ktorých sa ukladajú po jednom slove.
Počítač zaberajúci plochu 45,5 metrov štvorcových. m., strávil asi 0,000864 sekundy sčítaním a odčítaním a 0,0029 sekundy násobením a delením.
Jeho hmotnosť dosiahla iba 7,85 tony - oveľa menej v porovnaní s ENIACom. Výkon zariadenia je iba 50 kW a počet diódových žiaroviek bol iba 3,5 tisíc kusov.
Ryža. 4 Počítač "Advac".
Mohlo by vás zaujímať:
Domáci vývoj
V štyridsiatych rokoch minulého storočia domáca veda tiež uskutočnila vývoj na získanie elektronických počítačov.
Výsledkom práce laboratória pomenovaného po S. A. Lebedevovi bol prvý model MESM na euroázijskom kontinente.
Po nej sa objavilo niekoľko ďalších počítačov, už nie tak slávnych, hoci výrazne prispeli k vedeckej činnosti ZSSR.
MESM
Skratka MESM, počítač vytvorený v rokoch 1948 až 1950, znamenala „Small Electronic Computing Machine“.
Počítač dostal toto meno kvôli tomu, že spočiatku to bol len prototyp „veľkého“ zariadenia.
Získané pozitívne výsledky testov však viedli k vytvoreniu plnohodnotného počítača, zostaveného v dvojposchodovej budove kláštora.
Prvý štart sa uskutočnil v novembri 1950 a prvý vážny problém bol vyriešený v januári nasledujúceho roku.
Počas nasledujúcich 6 rokov sa MESM používal na zložité vedecké výpočty, potom sa používal ako učebný nástroj a nakoniec sa v roku 1959 demontoval.
Prevádzkové parametre zariadenia boli nasledovné:
- počet svietidiel: 6 tisíc;
- trojadresový príkazový systém s 20 binárnymi číslicami;
- pamäť: konštanta pre 31 čísel a 63 príkazov, RAM rovnakej veľkosti;
- výkon: frekvencia 5 kHz, vykonávanie 3 tisíc operácií za sekundu;
- plocha: cca 60 m2. m.;
- výkon: do 25 kW.
Ryža. 5 sovietsky počítač základnej úrovne MESM,
BESM-1
Práce na inom sovietskom počítači sa vykonávali v rovnakom čase ako na MESM.
Zariadenie sa nazývalo Veľký elektronický počítací stroj a pracovalo pri trojnásobnej rýchlosti - až 10 000 operácií za sekundu - pri znížení počtu lámp na 730 kusov.
Počet číslic pre čísla, ktoré počítač ovládal, bol 39 jednotiek a presnosť výpočtov dosahovala 9 číslic.
Výsledkom bolo, že stroj mohol pracovať s číslami od 0,000000001 do 1000000000. Rovnako ako MESM, aj veľké zariadenie bolo vyrobené v jednej kópii.
Auto, ktorého dizajnérom bol aj S. A. Lebedev, bolo v roku 1953 považované za najrýchlejšie v Európe. Zatiaľ čo americký IBM 701 bol uznávaný ako najlepší počítač na svete.
Prvý komerčný počítač IBM vykonal až 17 tisíc operácií za sekundu.
Ryža. 6 Prvý plnohodnotný počítač v ZSSR BESM-1.
BESM-2
Vylepšená verzia BESM-2 sa stala nielen ďalším najrýchlejším počítačom v krajine, ale aj jedným z prvých sériovo vyrábaných sovietskych zariadení tohto typu.
Od roku 1958 do roku 1962 vyrobil sovietsky priemysel 67 počítačových modelov.
Na jednom z nich boli vykonané výpočty pre raketu, ktorá dopravila vlajku Sovietskeho zväzu na Mesiac. Rýchlosť BESM-2 bola 20 tisíc operácií za sekundu.
Pamäť RAM zároveň dosahovala v prepočte na moderné jednotky asi 11 KB a pracovala na feritových jadrách.
Ryža. 7 Sovietsky počítač BESM-2.
Prvé sériovo vyrábané modely
Začiatkom 70. rokov sa výpočtová technika rozvinula natoľko, že bolo možné zakúpiť si počítač na osobné použitie.
Predtým to mohli robiť iba veľké organizácie, pretože náklady na vybavenie dosiahli v USA desiatky a stovky tisíc dolárov a približne rovnakú sumu v rubľoch pre ZSSR.
Ako sa počítače zmenšujú, stávajú sa skutočne osobnými.
A prvý z nich možno nazvať prototypom, ktorý nezanechal veľkú stopu v histórii, ale stále bol vydaný v množstve niekoľkých tisíc kópií - Xerox Alto.
Dátum vydania prvého modelu bol 1973.
Medzi výhody patrila slušná pamäť 128 KB (rozšíriteľná na 512 KB) a úložné zariadenie 2,5 MB.
Nevýhodou je obrovská „systémová jednotka“ veľkosti modernej na formát A3.
Boli to práve rozmery, ktoré zabránili veľkému rozšíreniu výroby, hoci organizácie kupovali počítač kvôli jeho pohodlnému grafickému rozhraniu.
Ryža. 8 Počítač Xerox Alto je výkonný, ale drahý.
Na území ZSSR sa v roku 1968 pokúsili aj o vytvorenie prototypu PC.
Omský inžinier Gorokhov si nechal patentovať výpočtové zariadenie, ktorého funkčnosť bola približne ekvivalentná prvým osobným počítačom zo 70. rokov minulého storočia.
Nevznikol však ani jeden reálne fungujúci model, o sériovej výrobe ani nehovoriac.
A prvým sériovo vyrábaným PC (aj keď s obmedzenou funkčnosťou) bol Altair 8800, vyrábaný od roku 1974.
Dá sa to nazvať prototypom prvých moderných počítačov - bola to čipová súprava Intel, ktorá bola nainštalovaná na základnej doske počítača.
Náklady na zostavený model boli len niečo málo cez 600 dolárov a asi 400 dolárov v rozloženom stave.
Tieto nízke náklady viedli k obrovskému dopytu a Altair sa predával v tisícoch.
V tomto prípade bolo zariadenie len systémovou jednotkou, ktorá nemala ani monitor, ani klávesnicu, ani zvukovú kartu.
Všetky tieto periférie boli vyvinuté neskôr a kupujúci prvých modelov Altair 8800 ich mohli ovládať iba pomocou spínačov a svetiel.
Ryža. 9 Model Altair 8800 s monitorom a klávesnicou v kombinácii.
