Lyhyt historia tietokoneiden kehityksestä. Tietokonekehityksen historian päävaiheet

Yksi suurimmat keksinnöt ajastaan. Miljardit ihmiset käyttävät tietokoneita Jokapäiväinen elämä maailmanlaajuinen.

Vuosikymmenten aikana tietokone on kehittynyt erittäin kalliista ja hitaasta laitteesta nykypäivän erittäin älykkäiksi koneiksi, joissa on uskomaton prosessointiteho.

Kenenkään henkilön ansiota ei ole tietokoneen keksijä; monet uskovat, että Konrad Zuse ja hänen Z1-koneensa olivat ensimmäiset pitkässä joukossa innovaatioita, jotka toivat meille tietokoneen. Konrad Zuse oli saksalainen, joka sai mainetta luomalla ensimmäisen vapaasti ohjelmoitavan mekaanisen tietokonelaitteen vuonna 1936. Zusen Z1 luotiin painottaen kolmea pääelementtiä, joita käytetään edelleen nykyaikaisissa laskimissa. Myöhemmin Konrad Zuse loi Z2:n ja Z3:n.

Ensimmäiset Mark-sarjan tietokoneet rakennettiin Harvardissa. MARK luotiin vuonna 1944, ja tämä tietokone oli huoneen kokoinen, 55 jalkaa pitkä ja 8 jalkaa korkea. MARK voisi esiintyä laaja valikoima laskelmat. Siitä tuli menestyvä keksintö, ja Yhdysvaltain laivasto käytti sitä vuoteen 1959 asti.

ENIAC-tietokone oli yksi tietojenkäsittelyn tärkeimmistä edistysaskeleista. Sen tilasi Yhdysvaltain armeija toisen maailmansodan aikana. Tämä tietokone käytti tyhjiöputkia sähkömoottoreiden ja vipujen sijasta nopeita laskelmia varten. Sen nopeus oli tuhansia kertoja nopeampi kuin mikään muu tietokonelaite tuolloin. Tämä tietokone oli valtava ja sen kokonaishinta oli 500 000 dollaria. ENIAC oli käytössä vuoteen 1955 asti.

RAM eli Random Access Memory otettiin käyttöön vuonna 1964. Ensimmäinen RAM-muisti oli metallintunnistuslevy, joka sijaitsi tyhjiöputken vieressä ja havaitsi eroja sähkövaraukset. Se oli helppo tapa tallentaa tietokoneen ohjeita.

Vuonna 1940 tehtiin monia innovaatioita. Manchester kehitti televiestinnän tutkimuslaitoksen. Se oli ensimmäinen tietokone, joka käytti tallennettua ohjelmaa, ja se otettiin käyttöön vuonna 1948. Manchester MARK Elin edelleen vuonna 1951 ja edistyin valtavasti.

UNIVACin rakensivat ENIACin luojat. Se oli nopein ja innovatiivisin tietokone, joka pystyi käsittelemään monia laskelmia. Se oli aikansa mestariteos ja sai suuren yleisön kiitosta.

IBM, ensimmäinen laajasti käytetty ja ihmisten saatavilla oleva henkilökohtainen tietokone. IBM 701 oli ensimmäinen IBM:n kehittämä yleiskäyttöinen tietokone. Uudessa 704-mallissa käytettiin uutta tietokonekieltä nimeltä "Fortran". IBM 7090 oli myös suuri menestys ja hallitsi molempia toimistotietokone seuraavan 20 vuoden aikana. IBM kehitti 1970-luvun lopulla ja 1980 PC:nä tunnetun henkilökohtaisen tietokoneen. IBM:llä on ollut valtava vaikutus nykyään käytettäviin tietokoneisiin.

Henkilökohtaisten tietokoneiden markkinoiden kasvun myötä 1980-luvun alussa ja puolivälissä monet yritykset ymmärsivät, että graafiset käyttöliittymät olivat käyttäjäystävällisempiä. Tämä johti Microsoftin Windows-käyttöjärjestelmän kehittämiseen. Ensimmäinen versio oli nimeltään Windows 1.0 ja myöhemmin tuli Windows 2.0 ja 3.0. Microsoftista on tulossa yhä suositumpi nykyään.

Nykyään tietokoneet ovat erittäin tehokkaita ja edullisempia kuin koskaan. Ne ovat käytännössä tunkeutuneet elämämme kaikille osa-alueille. Niitä käytetään tehokkaana viestintä- ja kaupankäyntityökaluna. Tietokoneiden tulevaisuus on valtava.

Nykypäivän henkilökohtaiset tietokoneet ovat hyvin erilaisia ​​kuin massiiviset, kömpelöt laitteet, jotka syntyivät toisen maailmansodan aikana, eikä ero ole vain niiden koko. Nykyaikaisten pöytätietokoneiden ja kannettavien tietokoneiden "isät" ja "isoisät" eivät tienneet, kuinka tehdä paljon siitä, mistä he selviävät helposti nykyaikaiset autot. kuitenkin Maailman ensimmäinen tietokone oli läpimurto tieteen ja teknologian alalla. Istu alas näyttösi eteen, niin kerromme sinulle, kuinka PC-aikakausi alkoi.

Kuka loi maailman ensimmäisen tietokoneen

Viime vuosisadan 40-luvulla oli useita laitteita, jotka saattoivat vaatia ensimmäisen tietokoneen otsikkoa.

Z3

Konrad Zuse

Varhainen tietokone, jonka loi saksalainen insinööri Konrad Zuse, joka työskenteli täysin erillään muiden tiedemiesten kehityksestä. Siinä oli erillinen muistilohko ja erillinen konsoli tietojen syöttämistä varten. Ja niiden kantaja oli kahdeksan kappaleen rei'itetty kortti, jonka Zuse teki 35 mm:n kalvosta.

Koneessa oli 2 600 puhelinrelettä ja se voitiin ohjelmoida vapaasti binääriliukulukukoodilla. Z3:a käytettiin aerodynaamisiin laskelmiin, mutta se tuhoutui Berliinin pommituksissa vuoden 1943 lopulla. Zuse valvoi 1960-luvulla aivolapsensa jälleenrakennusta, ja ohjelmoitava kone on nyt esillä museossa Münchenissä.

Mark 1, jonka professori Howard Aiken kehitti ja IBM julkaisi vuonna 1941, oli Amerikan ensimmäinen ohjelmoitava tietokone. Kone maksoi puoli miljoonaa dollaria, ja sitä käytettiin Yhdysvaltain laivaston laitteiden, kuten torpedojen ja vedenalaisen havainnoinnin, kehittämiseen. Mark 1:tä käytettiin myös atomipommin räjähdyslaitteiden kehittämisessä.

Mark 1:tä voidaan kutsua maailman ensimmäiseksi tietokoneeksi. Sen ominaisuudet, toisin kuin saksalaisessa Z3:ssa, mahdollistivat laskelmien suorittamisen automaattisesti ilman ihmisen puuttumista työprosessiin.

Atanasoff-Berry Computer (ABC)

Vuonna 1939 professori John Vincent Atanasoff sai varoja Atanasoff-Berry Computer (ABC) -nimisen koneen luomiseen. Sen suunnitteli ja kokosi Atanasov ja jatko-opiskelija Clifford Berry vuonna 1942. ABC-laite ei kuitenkaan ollut laajalti tunnettu ennen tietokoneen keksintöä koskevaa patenttikiistaa. Se ratkaistiin vasta vuonna 1973, kun todistettiin, että ENIAC:n toinen kirjoittaja John Mauchly oli nähnyt ABC-tietokoneen pian sen jälkeen, kun se oli toiminnassa.

Oikeudenkäynnin oikeudellinen lopputulos oli maamerkki: Atanasov julistettiin useiden suurten tietokoneideoiden alkuunpanijaksi, mutta tietokone konseptina julistettiin ei-patentoitavaksi ja siksi vapaasti avoin kaikille kehittäjille. ABC:n täysimittainen työkopio valmistui vuonna 1997, mikä osoitti, että ABC-kone toimi Atanasovin väittäen.

ENIAC

ENIAC

ENIAC:n kehitti kaksi Pennsylvanian yliopiston tiedemiestä - John Eckert ja John Mauchly. Hän pystyi ratkaisemaan "monia numeerisia ongelmia" ohjelmoimalla uudelleen. Vaikka kone esiteltiin yleisölle sodan jälkeen, vuonna 1946, se oli tärkeä laskelmissa myöhempien konfliktien, kuten kylmän sodan ja Korean sodan, aikana. Sitä käytettiin laskennassa luotaessa vetypommi, tekniset laskelmat ja ammuntataulukoiden luominen. Hän teki myös sääennusteita Neuvostoliitossa, jotta amerikkalaiset tiesivät, minne he voivat pudota. pudota ydinsodan sattuessa.

Toisin kuin Mark 1:ssä sähkömekaanisilla releillä, ENIACissa oli tyhjiöputket. Uskotaan, että ENIAC teki kymmenen toimintavuotensa aikana enemmän laskelmia kuin koko ihmiskunta siihen mennessä.

EDSAC

EDSAC

Ensimmäinen tietokone, jossa on tallennettu muisti ohjelmisto nimeltä EDSAC. Se kerättiin vuonna 1949 Cambridgen yliopistossa. Sen luomisprojektia johti Cambridgen professori ja Cambridgen laskennallisen tutkimuslaboratorion johtaja Maurice Wilkes.

Yksi suurimmista edistysaskeleista ohjelmoinnin alalla oli Wilkesin lyhyiden ohjelmien kirjaston käyttö, jota kutsutaan "alirutiiniksi". Se tallennettiin reikäkorteille ja sitä käytettiin suorittamaan yleisiä toistuvia laskelmia lager-ohjelmassa.

Miltä maailman ensimmäinen tietokone näytti?

American Mark 1 oli valtava, yli 17 metriä pitkä ja yli 2,5 metriä korkea. Lasilla ja ruostumattomalla teräksellä koteloitu kone painoi 4,5 tonnia ja sen liitosjohtojen kokonaispituus oli lähes 800 kilometriä. Viisitoistametrinen akseli, joka käytti 4 kW:n sähkömoottoria, vastasi päälaskentamoduulien synkronoinnista.

Mark 1 IBM-museossa

Vielä raskaampi kuin Mark 1 oli ENIAC. Se painoi 27 tonnia ja tarvitsi 174 kW sähköä. Kun se sytytettiin, kaupungin valot himmenivät. Koneessa ei ollut näppäimistöä eikä näyttöä, se vei 135 neliömetrin alueen ja oli kietoutunut kilometrien johtoihin. Saadaksesi käsityksen ENIACin ulkonäöstä kuvittele pitkä rivi metallikaappeja, jotka on täytetty ylhäältä alas hehkulampuilla. Koska tietokoneessa ei vielä ollut laadukasta jäähdytystä, huoneessa, jossa se sijaitsi, oli erittäin kuuma ja ENIAC toimi väärin.

ENIAC

Neuvostoliitto ei halunnut jäädä jälkeen lännestä ja toteutti omat kehitystyönsä luodakseen tietokoneita. Neuvostoliiton tutkijoiden ponnistelujen tulos oli (MESM). Sen ensimmäinen laukaisu tapahtui vuonna 1950. MESM käytti 6 tuhatta lamppua ja sen pinta-ala oli 60 neliömetriä. m ja vaadittava teho 25 kW asti.

MESM

Laite pystyi suorittamaan jopa 3 tuhatta toimintoa sekunnissa. MESM:ää käytettiin monimutkaisiin tieteellisiin laskelmiin, sitten sitä käytettiin opetusapuna, ja vuonna 1959 kone purettiin.

Vuonna 1952 MESM:llä oli vanhempi sisko- (BESM). Siinä olevien elektronisten putkien määrä kasvoi 5 tuhanteen, ja myös toimintojen määrä sekunnissa kasvoi - 8: sta 10 tuhanteen.

BESM

Maailman ensimmäinen kaupallinen tietokone

Se esiteltiin Yhdysvalloissa vuonna 1951, ja sitä voidaan kutsua ensimmäiseksi kaupalliseen käyttöön tarkoitetuksi tietokoneeksi.

Hänestä tuli kuuluisa, kun hän käytti 1 prosentin äänestäjistä saatuja kyselytietoja ennustaakseen oikein kenraali Dwight Eisenhowerin voittavan vuoden 1952 vaalit. Kun ihmiset ymmärsivät tietokoneen tietojenkäsittelyn ominaisuudet, monet yritykset alkoivat ostaa tätä konetta tarpeisiinsa.

Maailman ensimmäinen henkilökohtainen tietokone

Ensimmäistä kertaa termiä "henkilökohtainen tietokone" sovellettiin italialaisen insinöörin Pier Giorgio Peroton luomiseen nimeltä Ohjelma 101. Sen julkaisi Olivetti.

Ohjelma 101

Laite maksoi 3 200 dollaria ja sitä myytiin noin 44 000 kappaletta. NASA osti niitä kymmenen käytettäväksi laskelmissa Apollo 11:n kuussa vuonna 1969. ABC (American Broadcasting Company) -verkko käytti Program 101:tä ennustaakseen vuoden 1968 presidentinvaalit. Yhdysvaltain armeija käytti sitä suunnitellakseen toimintaansa Vietnamin sodan aikana. Se ostettiin myös kouluille, sairaaloille ja valtion virastoille, ja se merkitsi nopean PC-kehityksen ja -myynnin aikakauden alkua.

Ensimmäinen massatuotettu kotitietokone ulkomailla

Popular Electronics -lehden numerossa ilmestyi artikkeli uudesta tietokonesarjasta, Altair 8800:sta, vuonna 1975. Muutaman viikon sisällä laitteen esittelystä asiakkaat tulvivat sen valmistajaa, MITSiä, tilauksia. Kone oli varustettu 256-tavuisella muistilla (laajennettavissa 64 kilotavuun) ja yleiskäyttöisellä liitäntäväylällä, joka kehittyi "S-100"-standardiksi, jota käytettiin laajalti aikakauden amatööri- ja henkilökohtaisissa tietokoneissa.

Altair 8800:n voi ostaa hintaan 397 dollaria. Oston jälkeen radioamatöörin omistajan oli itsenäisesti juotettava ja tarkistettava koottujen komponenttien toimivuus. Vaikeudet eivät loppuneet tähän, vaan meidän piti vielä hallita kirjoitusohjelmia käyttäen nollia ja ykkösiä. Altair 8800:ssa ei ollut näppäimistöä tai näyttöä, ei kiintolevyä eikä levykeasemaa. Sisään haluttu ohjelma käyttäjä napsautti laitteen etupaneelin vaihtokytkimiä. Ja tulosten tarkistaminen suoritettiin tarkkailemalla etupaneelissa vilkkuvia valoja.

A vuonna 1976 syntyi ensimmäinen Apple-tietokone, jonka on suunnitellut ja valmistanut Steve Wozniak ja jota hänen ystävänsä mainosti yrityksen ensimmäiseksi tuotteeksi Applen tietokone Yhtiö. Apple 1:n katsotaan olevan ensimmäinen hyllyltä lähetetty PC.

Apple 1

Itse asiassa laitteessa ei ollut näyttöä eikä näppäimistöä (niiden yhdistämismahdollisuus tarjottiin). Mutta siellä oli täysin varustettu piirilevy, joka sisälsi 30 mikropiiriä. Altair 8800:ssa ja muissa markkinoille tulleissa laitteissa tätä ei ollut, vaan ne piti koota sarjasta. Apple 1:n hinta oli alun perin 666,66 dollaria, mutta se laskettiin 475 dollariin vuotta myöhemmin. Myöhemmin julkaistiin lisäkortti, joka mahdollisti tietojen tallentamisen kasettinauhurille. Se maksoi 75 dollaria.

Ensimmäinen massatuotantona valmistettu kotitietokone Neuvostoliitossa

1900-luvun 80-luvulta lähtien tietokonetta nimeltä "Pravets" alettiin valmistaa Bulgariassa. Se oli Applen toisen version klooni. Toinen Pravets-sarjan klooni oli "neuvostoliittolainen" IBM PC, joka perustuu Intel 8088- ja 8086-prosessoreihin. Myöhempi Oric Atmos -klooni oli "koti" malli "Pravets 8D" pienessä kotelossa ja sisäänrakennetulla näppäimistöllä. Sitä valmistettiin vuosina 1985-1992. Pravets-tietokoneita asennettiin moniin kouluihin Neuvostoliitossa.

Kotitietokoneen kokoamiseen halukkaat saattoivat käyttää Radio-lehden ohjeita vuosina 1982-83. ja toistaa malli nimeltä "Micro-80". Se perustui KR580VM80-mikroprosessoriin, joka on samanlainen kuin Intel i8080.

Vuonna 1984 Agat-tietokone ilmestyi Neuvostoliittoon, melko voimakas verrattuna länsimaisiin malleihin. RAM-muistin määrä oli 128 kt, mikä oli kaksi kertaa enemmän kuin 1900-luvun 80-luvun alun Apple-malleissa. Tietokonetta valmistettiin useita muunnelmia, siinä oli ulkoinen näppäimistö 74 näppäimellä ja mustavalkoinen tai värillinen näyttö.

"Agates" tuotanto jatkui vuoteen 1993 asti.

Aikamme tietokoneet

Nykyään moderni tietotekniikka muuttuu erittäin nopeasti. nykyihmiset ovat miljardeja kertoja esi-isiään suurempia. Jokainen yritys haluaa yllättää jo väsyneitä käyttäjiä, ja tähän mennessä monet ovat onnistuneet siinä. Tässä on vain joitain viime vuosien pääaiheista:

• Kannettava tietokone, jolla oli merkittävä vaikutus alan kehitykseen: Apple Macbook (2006).
• Älypuhelin, jolla oli merkittävä vaikutus alan kehitykseen: Apple iPhone (2007).
• Tabletti, jolla oli tärkeä vaikutus alan kehitykseen: Apple iPad (2010).
• Ensimmäinen älykello: Pulsar Time Computer (1972). Ne voidaan nähdä James Bondin kädessä vuoden 1973 toimintaelokuvassa Live and Let Die.

Ja tietysti erilaisia ​​pelikonsoleita: Playstation, Xbox, Nintendo jne.

Asumme mielenkiintoista aikaa(vaikka se kuulostaakin kiinalaiselta kiroukselta). Ja kuka tietää, mitä lähitulevaisuudessa odottaa. Neurotietokoneet? Kvanttitietokoneet? Odota niin näet.

1800-luvun ensimmäisellä puoliskolla. Englantilainen matemaatikko Charles Babbage yritti rakentaa yleisen laskentalaitteen eli tietokoneen (Babbage kutsui sitä Analytical Engineksi). Se oli Babbage, joka keksi ensimmäisenä ajatuksen siitä, että tietokoneen pitäisi sisältää muistia ja sitä ohjataan ohjelmalla. Babbage halusi rakentaa tietokoneensa mekaaniseksi laitteeksi ja aikoi asettaa ohjelmia reikäkorteilla - paksusta paperista tehdyillä korteilla, joihin oli painettu reikiä.

Babbage ei kuitenkaan pystynyt saamaan tätä työtä loppuun - se osoittautui liian monimutkaiseksi tuon ajan teknologialle.

Saksalainen insinööri Konrad Zuse rakensi vuonna 1941 pienen tietokoneen, joka perustui useisiin sähkömekaanisiin releisiin. Mutta sodan vuoksi Zusen teoksia ei julkaistu.

Ja Yhdysvalloissa vuonna 1943 eräässä IBM-yrityksessä amerikkalainen Howard Aiken loi tehokkaamman tietokoneen nimeltä "Mark-1". Se mahdollisti jo laskelmien suorittamisen satoja kertoja nopeammin kuin käsin, ja sitä käytettiin itse asiassa sotilaallisissa laskelmissa.

Vuodesta 1943 Yhdysvalloissa John Mauchlyn ja Presper Eckertin johtama asiantuntijaryhmä alkoi rakentaa ENIAC-tietokonetta, joka perustuu tyhjiöputkiin. Heidän luomansa tietokone toimi tuhat kertaa nopeammin kuin Mark-1. Ohjelmien asettamisen yksinkertaistamiseksi ja nopeuttamiseksi Eckert ja Mauchly alkoivat suunnitella uutta tietokonetta, joka voisi tallentaa ohjelman muistiinsa.

Vuonna 1945 kuuluisa matemaatikko John von Neumann osallistui työhön, joka laati raportin tällä tietokoneella. Raportti lähetettiin monille tutkijoille ja tuli laajalti tunnetuksi, koska siinä von Neumann muotoili selkeästi ja yksinkertaisesti tietokoneiden toiminnan yleiset periaatteet, ts. yleismaailmallisia tietokonelaitteita. Ja tähän päivään asti suurin osa tietokoneista on valmistettu niiden periaatteiden mukaisesti, jotka John von Neumann hahmotteli raportissaan vuonna 1945. Ensimmäisen von Neumannin periaatteita ilmentävän tietokoneen rakensi vuonna 1949 englantilainen tutkija Maurice Wilkes.

40- ja 50-luvuilla tietokoneita luotiin tyhjiöputkien avulla. Siksi tietokoneet olivat erittäin suuria (ne miehittivät valtavia halleja), kalliita ja epäluotettavia - loppujen lopuksi tyhjiöputket, kuten tavalliset hehkulamput, usein palavat.

Mutta vuonna 1948 keksittiin transistorit - miniatyyri ja edullisia elektronisia laitteita, jotka voisivat korvata tyhjiöputket. Tämä johti tietokoneiden koon pienentymiseen satoja kertoja ja niiden luotettavuuden kasvuun.

Vuonna 1968 Burroughs julkaisi ensimmäisen integroidun piiritietokoneen, ja vuonna 1970 Intel aloitti integroitujen muistipiirien myynnin. Sen jälkeen transistorien määrä, joka voidaan sijoittaa pinta-alayksikköä kohti integroitu piiri, on noin kaksinkertaistunut joka vuosi, mikä varmistaa tietokoneiden kustannusten jatkuvan alenemisen ja suorituskyvyn kasvun.

Vuoden 1975 alussa ilmestyi ensimmäinen kaupallisesti jaettu henkilökohtainen tietokone, Altair-8800, joka perustuu Intel-8080-mikroprosessoriin. Ja vaikka sen ominaisuudet olivat hyvin rajalliset (RAM oli vain 256 tavua, ei ollut näppäimistöä ja näyttöä), sen ulkonäkö otettiin vastaan ​​suurella innostuksella: ensimmäisten kuukausien aikana konetta myytiin useita tuhansia sarjoja.

Vuoden 1975 lopussa Paul Allen ja Bill Gates (tulevat Microsoftin perustajat) loivat tulkin Altairon tietokoneelle Peruskieli, jonka avulla käyttäjät voivat kommunikoida tietokoneen kanssa yksinkertaisesti ja helposti kirjoittaa ohjelmia sille. Tämä lisäsi myös henkilökohtaisten tietokoneiden suosiota. Henkilökohtaisia ​​tietokoneita alettiin myydä täysin varusteltuina, näppäimistöllä ja näytöllä, niiden kysyntä oli kymmeniä ja sitten satoja tuhansia yksiköitä vuodessa.

Vuonna 1976 uusi yritys, Apple Computer, tuli markkinoille 666 dollarin Apple I -tietokoneella. Sen emolevy oli ruuvattu vaneripalaan, eikä siinä ollut lainkaan koteloa tai virtalähdettä.

Mutta vuonna 1977 ilmestyneestä Apple II -tietokoneesta tuli prototyyppi useimmille myöhemmille malleille, mukaan lukien IBM PC.

70-luvun lopulla henkilökohtaisten tietokoneiden leviäminen johti jopa suurten tietokoneiden ja minitietokoneiden (minitietokoneiden) kysynnän lievään laskuun. Tästä tuli vakava huolenaihe IBM:lle (International Business Machines Corporation), joka on johtava suurten tietokoneiden valmistaja, ja vuonna 1979 IBM päätti kokeilla käsiään henkilökohtaisten tietokoneiden markkinoilla.

Ensinnäkin tietokoneen päämikroprosessoriksi valittiin tuolloin uusin 16-bittinen mikroprosessori Intel-8088. Sen käyttö mahdollisti merkittävästi tietokoneen mahdollisten ominaisuuksien lisäämisen, koska uusi mikroprosessori mahdollisti työskentelyn 1 Mt:n muistilla, ja kaikki tuolloin saatavilla olevat tietokoneet rajoitettiin 64 kilotavuun.

Käyttäjät pystyivät itsenäisesti päivittämään tietokoneitaan ja varustamaan ne lisälaitteilla sadoilta eri valmistajilta.

Kaikki tämä johti IBM PC -yhteensopivien tietokoneiden kustannusten alenemiseen ja niiden ominaisuuksien nopeaan paranemiseen ja näin ollen niiden suosion kasvuun.

IBM ei tehnyt tietokoneestaan ​​yhtä all-in-one-laitetta eikä suojannut sen mallia patenteilla. Sen sijaan hän kokosi tietokoneen itsenäisesti valmistetuista osista eikä pitänyt näiden osien teknisiä tietoja ja niiden kytkentätapaa salassa. Sen sijaan IBM PC:n suunnitteluperiaatteet olivat kaikkien saatavilla. Tämä avoimen arkkitehtuurin periaatteeksi kutsuttu lähestymistapa teki IBM PC:stä hämmästyttävän menestyksen, vaikka se esti IBM:ää jakamasta menestyksensä etuja.

Tarve laskea syntyi ihmisten keskuudessa sivilisaation syntyessä. Heidän täytyi suorittaa kauppatapahtumia, suorittaa maanmittauksia, hallita satovarantoja ja seurata tähtitieteellisiä kiertokulkuja. Tätä tarkoitusta varten on muinaisista ajoista lähtien keksitty erilaisia ​​välineitä laskentatikkuista ja abacusista, jotka tieteen ja tekniikan kehityksen myötä kehittyivät laskimiksi ja erilaisiksi laskentalaitteiksi, mukaan lukien henkilökohtaiset tietokoneet.

Ihmiselämä 2000-luvulla liittyy suoraan tekoälyyn. Tietokoneiden luomisen tärkeimpien virstanpylväiden tuntemus on indikaattori koulutettu henkilö. Tietokoneiden kehitys jaetaan yleensä 5 vaiheeseen - on tapana puhua viidestä sukupolvesta.

1946-1954 - ensimmäisen sukupolven tietokoneet

On syytä sanoa, että ensimmäisen sukupolven tietokoneet (elektroniset tietokoneet) olivat putkipohjaisia. Pennsylvanian yliopiston (USA) tutkijat kehittivät ENIACin – se oli maailman ensimmäisen tietokoneen nimi. Päivä, jolloin se otettiin virallisesti käyttöön, on 15.2.1946. Laitetta koottaessa käytettiin 18 tuhatta tyhjiöputkea. Tietokoneella oli nykystandardien mukaan valtava pinta-ala 135 neliömetriä, ja paino on 30 tonnia. Myös sähkön tarve oli suuri - 150 kW.

On hyvin tunnettu tosiasia, että tämä elektroninen kone luotiin suoraan auttamaan ratkaisemaan monimutkaisimmat atomipommin luomiseen liittyvät ongelmat. Neuvostoliitto kuroutui nopeasti kiinni, ja joulukuussa 1951 akateemikko S.A. Lebedevin johdolla ja suoralla osallistumisella esiteltiin Euroopan nopein tietokone maailmalle. Hän kantoi lyhennettä MESM (Small Electronic Calculating Machine). Tämä laite voisi suorittaa 8-10 tuhatta toimintoa sekunnissa.

1954 - 1964 - toisen sukupolven tietokoneet

Seuraava kehitysaskel oli transistoreilla toimivien tietokoneiden kehittäminen. Transistorit ovat puolijohdemateriaaleista valmistettuja laitteita, joiden avulla voit ohjata piirissä kulkevaa virtaa. Ensimmäisen tunnetun vakaasti toimivan transistorin loi Amerikassa vuonna 1948 fyysikkojen ja tutkijoiden ryhmä Shockley ja Bardin.

Nopeudeltaan elektroniset tietokoneet erosivat merkittävästi edeltäjistään - nopeus saavutti satoja tuhansia toimintoja sekunnissa. Sekä koot että kulutus ovat vähentyneet sähköenergiaa tuli vähemmän. Myös käyttöalue on kasvanut merkittävästi. Tämä johtui ohjelmistojen nopeasta kehityksestä. Parhaalla tietokoneellamme, BESM-6:lla, oli ennätysnopeus 1 000 000 toimintoa sekunnissa. Kehitetty vuonna 1965 pääsuunnittelijan S. A. Lebedevin johdolla.

1964 - 1971 - kolmannen sukupolven tietokoneet

Tämän ajanjakson tärkein ero on alhainen integrointiaste mikropiirien käytön alku. Kehittyneitä teknologioita käyttämällä tutkijat pystyivät sijoittamaan monimutkaisia ​​elektronisia piirejä pienelle puolijohdekiekolle, jonka pinta-ala oli alle 1 neliösenttimetri. Mikropiirien keksintö patentoitiin vuonna 1958. Keksijä: Jack Kilby. Tämän vallankumouksellisen keksinnön käyttö mahdollisti kaikkien parametrien parantamisen - mitat pienennettiin noin jääkaapin kokoon, suorituskyky kasvoi sekä luotettavuus.

Tälle tietokoneiden kehitysvaiheelle on ominaista uuden tallennuslaitteen - magneettilevyn - käyttö. PDP-8-minitietokone esiteltiin ensimmäisen kerran vuonna 1965.

Neuvostoliitossa samanlaiset versiot ilmestyivät paljon myöhemmin - vuonna 1972, ja ne olivat Amerikan markkinoilla esitettyjen mallien analogeja.

1971 - nykyaika - neljännen sukupolven tietokoneet

Innovaatio neljännen sukupolven tietokoneissa on mikroprosessorien soveltaminen ja käyttö. Mikroprosessorit ovat ALU:ita (aritmeettisia logiikkayksiköitä), jotka on sijoitettu yhdelle sirulle ja joilla on korkea aste liittäminen. Tämä tarkoittaa, että sirut alkavat viedä entistä vähemmän tilaa. Toisin sanoen mikroprosessori on pienet aivot, joka suorittaa miljoonia toimintoja sekunnissa siihen upotetun ohjelman mukaan. Kokoa, painoa ja virrankulutusta on vähennetty dramaattisesti, ja suorituskyky on saavuttanut ennätyskorkeuden. Ja silloin Intel tuli peliin.

Ensimmäisen mikroprosessorin nimi oli Intel-4004 - ensimmäisen vuonna 1971 kootun mikroprosessorin nimi. Siinä oli 4-bittinen kapasiteetti, mutta tuolloin se oli jättimäinen teknologinen läpimurto. Kaksi vuotta myöhemmin Intel esitteli kahdeksanbittisen Intel-8008:n maailmalle; vuonna 1975 syntyi Altair-8800 - tämä on ensimmäinen henkilökohtainen tietokone, joka perustuu Intel-8008:aan.

Tämä oli koko henkilökohtaisten tietokoneiden aikakauden alku. Konetta alettiin käyttää kaikkialla kokonaan eri tarkoituksiin. Vuotta myöhemmin Apple tuli peliin. Projekti oli suuri menestys, ja Steve Jobsista tuli yksi kuuluisimmista ja rikkaimmista ihmisistä maan päällä.

IBM PC:stä tulee kiistaton tietokoneiden standardi. Se julkaistiin vuonna 1981 1 megatavun RAM-muistilla.

On huomionarvoista, että tällä hetkellä IBM-yhteensopivien elektronisten tietokoneiden osuus tuotetuista tietokoneista on noin 90 prosenttia! Emme myöskään voi olla mainitsematta Pentiumia. Ensimmäisen prosessorin kehittäminen integroidulla apuprosessorilla onnistui vuonna 1989. Nyt tämä tuotemerkki on kiistaton auktoriteetti mikroprosessorien kehittämisessä ja käytössä tietokonemarkkinoilla.

Jos puhumme näkymistä, tämä on tietysti uusimpien teknologioiden kehittäminen ja käyttöönotto: erittäin suuret integroidut piirit, magneettis-optiset elementit, jopa tekoälyn elementit.

Itseopiskelu elektroniset järjestelmät- Tämä on ennakoitavissa oleva tulevaisuus, jota kutsutaan viidenneksi sukupolveksi tietokoneiden kehityksessä.

Henkilö pyrkii poistamaan esteen kommunikoidessaan tietokoneen kanssa. Japani työskenteli tämän parissa erittäin pitkään ja valitettavasti tuloksetta, mutta tämä on täysin toisen artikkelin aihe. Tällä hetkellä kaikki projektit ovat vasta kehitteillä, mutta nykyisellä kehitysvauhdilla tämä on lähitulevaisuutta. Nykyaika on aikaa, jolloin historiaa tehdään!

Yksi ensimmäisistä laitteista (V-IV vuosisatoja eKr.), josta tietokoneiden kehityksen historian voidaan katsoa alkaneen, oli erityinen taulu, jota myöhemmin kutsuttiin "abakuksi". Sen laskelmat suoritettiin siirtämällä luita tai kiviä pronssista, kivestä, norsunluusta ja vastaavista valmistettujen lautojen syvennyksissä. Kreikassa helmitaulu oli olemassa jo 500-luvulla. eKr., japanilaiset kutsuivat sitä "serobayaniksi", kiinalaiset kutsuivat sitä "suanpaniksi". Muinaisella Venäjällä laskemiseen käytettiin abakuksen kaltaista laitetta - "lankkulaskentaa". 1600-luvulla tämä laite otti tavanomaisen venäläisen abakuksen muodon.

Abacus (V-IV vuosisatoja eKr.)

Ranskalainen matemaatikko ja filosofi Blaise Pascal loi ensimmäisen koneen vuonna 1642, joka sai nimen Pascalina luojansa kunniaksi. Laatikon muodossa oleva mekaaninen laite, jossa on monia vaihteita, suoritti lisäyksen lisäksi myös vähennyksen. Koneeseen syötettiin tiedot kääntämällä numeroita 0:sta 9:ään vastaavia valitsimia. Vastaus ilmestyi metallikotelon yläosaan.

Vuonna 1673 Gottfried Wilhelm Leibniz loi mekaanisen laskentalaitteen (Leibniz step calculator - Leibniz calculator), joka ensimmäistä kertaa ei vain lisännyt ja vähentänyt, vaan myös kertoi, jakoi ja laski. Neliöjuuri. Myöhemmin Leibnizin pyörästä tuli prototyyppi massanlaskentainstrumenteille - lisäyskoneille.

Englantilainen matemaatikko Charles Babbage kehitti laitteen, joka ei vain suorittanut aritmeettisia operaatioita, vaan myös tulostanut tulokset välittömästi. Vuonna 1832 kahdesta tuhannesta messinkiosasta rakennettiin kymmenen kertaa pienempi malli, joka painoi kolme tonnia, mutta pystyi suorittamaan kuudennen desimaalin tarkkuudella aritmeettisia operaatioita ja laskemaan toisen kertaluvun derivaattoja. Tästä tietokoneesta tuli todellisten tietokoneiden prototyyppi; sitä kutsuttiin differentiaalikoneeksi.

Venäläinen matemaatikko ja mekaanikko Pafnuty Lvovich Chebyshev on luonut summauslaitteen, joka lähettää jatkuvasti kymmeniä. Tämä laite automatisoi kaikki aritmeettiset toiminnot. Vuonna 1881 luotiin liite kerto- ja jakokoneeseen. Kymmenien jatkuvan siirron periaatetta on käytetty laajalti erilaisissa laskureissa ja tietokoneissa.

Automaattinen tietojenkäsittely ilmestyi viime vuosisadan lopulla Yhdysvalloissa. Herman Hollerith loi laitteen - Hollerith-tabulaattorin - jossa rei'itetyille korteille painettu tieto purettiin sähkövirralla.

Vuonna 1936 nuori Cambridgen tiedemies, Alan Turing, keksi mentaalisen laskukoneen, joka oli olemassa vain paperilla. Hänen "älykäs koneensa" toimi tietyn algoritmin mukaan. Algoritmista riippuen kuvitteellista konetta voidaan käyttää monenlaisiin tarkoituksiin. Nämä olivat kuitenkin tuolloin puhtaasti teoreettisia pohdintoja ja suunnitelmia, jotka toimivat ohjelmoitavan tietokoneen prototyyppinä, laskentalaitteena, joka käsittelee tietoja tietyn komentosarjan mukaisesti.

Tietojen vallankumoukset historiassa

Sivilisaation kehityksen historiassa on tapahtunut useita tiedon vallankumouksia - yhteiskunnallisten suhteiden muutoksia, jotka johtuvat muutoksista tietojen käsittelyn, tallennuksen ja välittämisen alalla.

Ensimmäinen Vallankumous liittyy kirjoittamisen keksimiseen, joka johti jättimäiseen laadulliseen ja määrälliseen harppaukseen sivilisaatiossa. Siellä on mahdollisuus siirtää tietoa sukupolvelta toiselle.

Toinen(1500-luvun puoliväli) vallankumouksen aiheutti painatuksen keksintö, joka muutti radikaalisti teollista yhteiskuntaa, kulttuuria ja toiminnan organisointia.

Kolmas(1800-luvun loppu) vallankumous sähköalan löydöillä, joiden ansiosta ilmaantuivat lennätin, puhelin, radio ja laitteet, jotka mahdollistavat tiedon nopean siirron ja keräämisen missä tahansa tilavuudessa.

Neljäs(1900-luvun 70-luvulta lähtien) vallankumous liittyy mikroprosessoritekniikan keksimiseen ja henkilökohtaisen tietokoneen tuloon. Tietokoneet ja tiedonsiirtojärjestelmät (tietoliikenne) luodaan käyttämällä mikroprosessoreita ja integroituja piirejä.

Tälle ajanjaksolle on ominaista kolme perustavanlaatuista innovaatiota:

• siirtyminen mekaanisista ja sähköisistä tiedon muuntamismenetelmistä elektronisiin;
• kaikkien komponenttien, laitteiden, instrumenttien, koneiden pienentäminen;
• ohjelmistoohjattujen laitteiden ja prosessien luominen.

Tietotekniikan kehityksen historia

Tarve tietojen tallentamiseen, muuntamiseen ja välittämiseen ilmeni ihmisillä paljon aikaisemmin kuin lennätinlaitteen, ensimmäisen puhelinkeskuksen ja elektronisen tietokoneen (tietokoneen) luominen. Itse asiassa kaikki kokemus, kaikki ihmiskunnan keräämä tieto tavalla tai toisella vaikutti tietotekniikan syntymiseen. Tietokoneiden luomisen historia - yleinen nimi elektroniset koneet laskelmien suorittamiseen - alkaa kaukana menneisyydestä ja liittyy lähes kaikkien ihmisten elämän ja toiminnan osa-alueiden kehittämiseen. Niin kauan kuin ihmissivilisaatio on ollut olemassa, tiettyä laskelmien automatisointia on käytetty niin kauan.

Kehityksen historia tietokonelaitteisto juontaa juurensa noin viisi vuosikymmentä. Tänä aikana useat tietokoneiden sukupolvet ovat vaihtuneet. Jokainen seuraava sukupolvi erottui uusilla elementeillä (elektroniputket, transistorit, integroidut piirit), joiden valmistustekniikka oli pohjimmiltaan erilainen. Tällä hetkellä on olemassa yleisesti hyväksytty tietokonesukupolvien luokitus:

• Ensimmäinen sukupolvi (1946 - 50-luvun alku). Elementtipohja on elektroniputket. Tietokoneet erottuivat suurista mitoista, suuresta energiankulutuksesta, alhaisesta nopeudesta, alhaisesta luotettavuudesta ja koodiohjelmoinnista.
• Toinen sukupolvi (50-luvun loppu - 60-luvun alku). Elementtipohja - puolijohde. Parempi verrattuna tietokoneisiin edellinen sukupolvi lähes kaikki tekniset ominaisuudet. Ohjelmoinnissa käytetään algoritmisia kieliä.
• 3. sukupolvi (60-luvun loppu - 70-luvun loppu). Elementtipohja - integroidut piirit, monikerroksinen painetun piirin kokoonpano. Tietokoneiden koon jyrkkä pienentäminen, niiden luotettavuuden lisääminen, tuottavuuden lisääminen. Pääsy etäpäätteistä.
• Neljäs sukupolvi (70-luvun puolivälistä 80-luvun loppuun). Elementtipohja on mikroprosessorit, suuret integroidut piirit. Teknisiä ominaisuuksia on parannettu. Henkilökohtaisten tietokoneiden massatuotanto. Kehityssuunnat: tehokkaat moniprosessoriset laskentajärjestelmät korkealla suorituskyvyllä, halpojen mikrotietokoneiden luominen.
• Viides sukupolvi (80-luvun puolivälistä). Älykkäiden tietokoneiden kehitys aloitettiin, mutta se ei ole vielä onnistunut. Tietoverkkojen ja niiden integroinnin kaikkiin osa-alueisiin tutustuminen, hajautetun tietojenkäsittelyn käyttö, tietokonetietotekniikan laaja käyttö.

Tietokoneiden sukupolvien vaihtumisen myötä myös niiden käytön luonne muuttui. Jos aluksi niitä luotiin ja käytettiin pääasiassa laskennallisten ongelmien ratkaisemiseen, sitten myöhemmin niiden käyttöalue laajeni. Tämä sisältää tietojenkäsittelyn, tuotannon automatisoinnin, teknologiset ja tieteellisiä prosesseja ja paljon enemmän.

Konrad Zusen tietokoneiden toimintaperiaatteet

Ajatus mahdollisuudesta rakentaa automatisoitu laskentalaite tuli saksalaisen insinöörin Konrad Zusen mieleen, ja vuonna 1934 Zuse muotoili perusperiaatteet, joiden mukaan tulevien tietokoneiden tulisi toimia:

• binäärilukujärjestelmä;
• "kyllä/ei"-periaatteella toimivien laitteiden käyttö (looginen 1/0);
• täysin automatisoitu tietokoneen prosessi;
• laskentaprosessin ohjelmistoohjaus;
• tuki liukulukuaritmetiikkaan;
• käyttämällä suuren kapasiteetin muistia.

Zuse määritti ensimmäisenä maailmassa, että tietojenkäsittely alkaa bitillä (hän ​​kutsui bittiä "kyllä/ei-tilaksi" ja binäärialgebran kaavoja - ehdollisia lauseita), ensimmäisenä, joka otti käyttöön termin "konesana" ( Word), joka yhdisti ensimmäisenä aritmeettisen ja loogisen laskimen toiminnan, huomauttaen, että "tietokoneen perustoiminto testaa kahta binäärilukua tasa-arvon suhteen. Tuloksena on myös binääriluku, jossa on kaksi arvoa (sama, ei yhtä suuri).

Ensimmäinen sukupolvi - tyhjiöputkilla varustetut tietokoneet

Colossus I on ensimmäinen putkipohjainen tietokone, jonka britit loivat vuonna 1943 Saksan armeijan salakirjoituksen tulkitsemiseksi; se koostui 1 800 tyhjiöputkesta – tiedon tallennuslaitteista – ja oli yksi ensimmäisistä ohjelmoitavista elektronisista digitaalisista tietokoneista.

ENIAC - luotiin laskemaan tykistön ballistisia taulukoita; tämä tietokone painoi 30 tonnia, vei 1000 neliöjalkaa ja kulutti 130-140 kW sähköä. Tietokone sisälsi 17 468 kuudentoista tyyppistä tyhjiöputkea, 7 200 kidediodia ja 4 100 magneettielementtiä, ja ne oli sijoitettu kaappeihin, joiden kokonaistilavuus oli noin 100 m 3 . ENIAC:n suorituskyky oli 5 000 operaatiota sekunnissa. Koneen kokonaishinta oli 750 000 dollaria.Sähkönkulutus oli 174 kW ja kokonaistilaa 300 m2.

Toinen ensimmäisen sukupolven tietokoneiden edustaja, johon sinun tulee kiinnittää huomiota, on EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer). EDVAC on mielenkiintoinen, koska se yritti tallentaa ohjelmia elektronisesti niin sanotuilla "ultraääniviivelinjoilla" elohopeaputkia käyttäen. 126 tällaiselle riville oli mahdollista tallentaa 1024 riviä nelinumeroisia binäärilukuja. Se oli "nopea" muisto. "Hitana" muistina sen piti tallentaa numeroita ja komentoja magneettilangalle, mutta tämä menetelmä osoittautui epäluotettavaksi, ja oli tarpeen palata teletype-nauhoille. EDVAC oli nopeampi kuin edeltäjänsä, lisäämällä 1 µs:ssa ja jakaen 3 µs:ssa. Se sisälsi vain 3,5 tuhatta elektroniputkea ja se sijaitsi 13 m 2:n alueella.

UNIVAC (Universal Automatic Computer) oli elektroninen laite, jonka muistiin tallennettiin ohjelmia, jotka syötettiin sinne ei reikäkorteilta, vaan magneettinauhalla; se tarjosi suuri nopeus tietojen lukeminen ja kirjoittaminen, ja näin ollen koko koneen parempi suorituskyky. Yksi nauha voi sisältää miljoona merkkiä binäärimuodossa. Nauhoille voitiin tallentaa sekä ohjelmia että välitietoja.

Toinen sukupolvi on tietokone transistoreilla.

Transistorit korvasivat tyhjiöputket 60-luvun alussa. Transistorit (jotka toimivat kuin sähkökytkimet) kuluttavat vähemmän virtaa ja tuottavat vähemmän lämpöä ja vievät vähemmän tilaa. Yhdistämällä useita transistoripiirejä yhdelle levylle saadaan integroitu piiri (siru, kirjaimellisesti, levy). Transistorit ovat binäärilukulaskureita. Nämä osat tallentavat kaksi tilaa - virran läsnäolon ja virran puuttumisen ja käsittelevät siten niille esitetyt tiedot täsmälleen tässä binäärimuodossa.

Vuonna 1953 William Shockley keksi p-n-liitostransistorin. Transistori korvaa tyhjiöputken ja toimii samalla suuremmalla nopeudella, tuottaa hyvin vähän lämpöä eikä kuluta lähes lainkaan sähköä. Samanaikaisesti elektronisten putkien korvaamisen kanssa transistoreilla tiedon tallennusmenetelmiä parannettiin: magneettiytimiä ja magneettirumpuja alettiin käyttää muistilaitteina, ja jo 60-luvulla tiedon tallentaminen levyille yleistyi.

Yksi ensimmäisistä transistoritietokoneista, Atlas Guidance Computer, laukaistiin vuonna 1957, ja sitä käytettiin ohjaamaan Atlas-raketin laukaisua.

Vuonna 1957 perustettu RAMAC oli edullinen tietokone, jossa oli modulaarinen ulkoinen levymuisti, magneettisen ytimen ja rummun käyttömuistin yhdistelmä. Ja vaikka tämä tietokone ei ollut vielä täysin transistorisoitu, se erottui korkeasta suorituskyvystä ja huollon helppoudesta, ja sillä oli suuri kysyntä toimistoautomaatiomarkkinoilla. Siksi "suuri" RAMAC (IBM-305) julkaistiin pikaisesti yritysasiakkaille; RAMAC-järjestelmä tarvitsi 50 halkaisijaltaan 24 tuuman levyä 5 Mt:n tiedon vastaanottamiseksi. Perustuu tähän malliin Tietojärjestelmä virheettömästi käsitellyt pyyntöjoukot 10 kielellä.

Vuonna 1959 IBM loi ensimmäisen täysitransistoristisen suuren keskustietokoneensa, 7090:n, joka pystyy suorittamaan 229 000 toimintoa sekunnissa – todellisen transistorisen keskustietokoneen. Vuonna 1964 amerikkalainen lentoyhtiö SABRE käytti kahteen 7090 keskuskoneeseen perustuen automaattista järjestelmää lentolippujen myyntiin ja varaamiseen 65 kaupungissa ympäri maailmaa.

Vuonna 1960 DEC esitteli maailman ensimmäisen minitietokoneen, PDP-1:n (Programmed Data Processor), näytöllä ja näppäimistöllä varustetun tietokoneen, josta tuli yksi markkinoiden merkittävimmistä ilmiöistä. Tämä tietokone pystyi suorittamaan 100 000 toimintoa sekunnissa. Kone itse vei vain 1,5 m 2 lattialla. PDP-1:stä tuli itse asiassa maailman ensimmäinen pelialusta MIT-opiskelijan Steve Russellin ansiosta, joka kirjoitti sitä varten Star War -tietokonelelun!

Vuonna 1968 Digital käynnisti ensimmäisen sarjatuotannon minitietokoneita - se oli PDP-8: niiden hinta oli noin 10 000 dollaria, ja malli oli jääkaapin kokoinen. Laboratoriot, yliopistot ja pienet yritykset pystyivät ostamaan tämän nimenomaisen PDP-8-mallin.

Tuon ajan kotimaisia ​​tietokoneita voidaan luonnehtia seuraavasti: arkkitehtonisesti, piiri- ja toiminnallisesti ne vastasivat aikaansa, mutta niiden ominaisuudet olivat rajalliset tuotannon ja elementtipohjan epätäydellisyyden vuoksi. Suosituimmat koneet olivat BESM-sarja. Melko merkityksetön sarjatuotanto alkoi Ural-2-tietokoneiden (1958), BESM-2:n, Minsk-1:n ja Ural-3:n (kaikki - 1959) julkaisulla. Vuonna 1960 M-20- ja Ural-4-sarjat aloitettiin tuotantoon. Suurin suorituskyky vuoden 1960 lopussa oli "M-20" (4500 lamppua, 35 tuhatta puolijohdediodia, muisti 4096 solulla) - 20 tuhatta operaatiota sekunnissa. Ensimmäiset puolijohdeelementteihin perustuvat tietokoneet ("Razdan-2", "Minsk-2", "M-220" ja "Dnepr") olivat vielä kehitysvaiheessa.

Kolmas sukupolvi - pienikokoiset tietokoneet, jotka perustuvat integroituihin piireihin

50- ja 60-luvuilla kokoonpano elektroniset laitteet oli työvoimavaltainen prosessi, jota hidasti elektronisten piirien monimutkaistuminen. Esimerkiksi tietokonetyyppi CD1604 (1960, Control Data Corp.) sisälsi noin 100 tuhatta diodia ja 25 tuhatta transistoria.

Vuonna 1959 amerikkalaiset Jack St. Clair Kilby (Texas Instruments) ja Robert N. Noyce (Fairchild Semiconductor) keksivät itsenäisesti integroidun piirin (IC) - kokoelman tuhansia transistoreja, jotka on sijoitettu yhdelle piisirulle mikropiirin sisällä.

Mikropiirien (niitä myöhemmin kutsuttiin mikropiireiksi) käyttävien tietokoneiden tuotanto oli paljon halvempaa kuin transistorien käyttö. Tämän ansiosta monet organisaatiot pystyivät ostamaan ja käyttämään tällaisia ​​koneita. Ja tämä puolestaan ​​johti ratkaisemaan suunniteltujen yleiskäyttöisten tietokoneiden kysynnän kasvuun erilaisia ​​tehtäviä. Näiden vuosien aikana tietokonetuotanto sai teollisen mittakaavan.

Samaan aikaan ilmestyi puolijohdemuisti, jota käytetään edelleen henkilökohtaisissa tietokoneissa.

Neljäs sukupolvi - prosessoreihin perustuvat henkilökohtaiset tietokoneet

IBM PC:n edeltäjät olivat Apple II, Radio Shack TRS-80, Atari 400 ja 800, Commodore 64 ja Commodore PET.

Henkilökohtaisten tietokoneiden (PC) syntymä liittyy oikeutetusti Intel-prosessoreihin. Yritys perustettiin kesäkuun puolivälissä 1968. Siitä lähtien Intel on kasvanut maailman suurimmaksi mikroprosessorien valmistajaksi yli 64 tuhannella työntekijällä. Intelin tavoitteena oli luoda puolijohdemuisti ja selviytyäkseen yhtiö alkoi ottaa vastaan ​​tilauksia kolmansilta osapuolilta puolijohdelaitteiden kehittämiseen.

Vuonna 1971 Intel sai tilauksen kehittää 12 sirun sarja ohjelmoitavia mikrolaskimia varten, mutta Intelin insinöörit pitivät 12 erikoissirun luomista hankalana ja tehottomana. Mikropiirien alueen pienentämisen ongelma ratkaistiin luomalla puolijohdemuistin "pari" ja toimilaite, joka pystyy toimimaan siihen tallennettujen komentojen mukaan. Se oli läpimurto tietojenkäsittelyn filosofiassa: universaali logiikkayksikkö 4-bittisen keskusyksikön muodossa, i4004, jota myöhemmin kutsuttiin ensimmäiseksi mikroprosessoriksi. Se oli neljän sirun sarja, joista yksi oli puolijohteen sisäiseen muistiin tallennettujen komentojen ohjaama siru.

Kaupallisena kehityksenä mikrotietokone (kuten sirua silloin kutsuttiin) ilmestyi markkinoille 11. marraskuuta 1971 nimellä 4004: 4 bit, sisältäen 2300 transistoria 60 kHz:n kellotaajuudella ja maksoi 200 dollaria. Vuonna 1972 Intel julkaisi kahdeksan bittinen mikroprosessori 8008 ja vuonna 1974 - sen parannettu versio Intel-8080, josta 70-luvun loppuun mennessä tuli standardi mikrotietokoneteollisuudelle. Jo vuonna 1973 ensimmäinen 8080-prosessoriin perustuva Micral-tietokone ilmestyi Ranskaan. Eri syistä tämä prosessori ei menestynyt Amerikassa (Neuvostoliitossa se kopioitiin ja tuotettiin pitkään aikaan nimeltään 580VM80). Samaan aikaan joukko insinöörejä jätti Intelin ja perusti Zilogin. Sen tunnetuin tuote on Z80, jolla on 8080:n laajennettu ohjesarja ja joka takasi sen kaupallisen menestyksen kodinkoneet, hallitaan yhdellä 5V syöttöjännitteellä. Sen perusteella luotiin erityisesti ZX-Spectrum-tietokone (jota joskus kutsutaan luojan nimellä - Sinclair), josta tuli käytännössä 80-luvun puolivälin kotitietokoneen prototyyppi. Vuonna 1981 Intel julkaisi 16-bittiset prosessorit 8086 ja 8088 - 8086:n analogit, lukuun ottamatta ulkoista 8-bittistä dataväylää (kaikki oheislaitteet olivat silloin vielä 8-bittisiä).

Intelin kilpailija, Apple II -tietokone erottui siitä, että se ei ollut täysin valmis laite ja käyttäjälle jäi jonkin verran vapautta muokata suoraan - siihen oli mahdollista asentaa lisäliitäntäkortteja, muistikortteja jne. oliko tästä ominaisuudesta, jota myöhemmin alettiin kutsua "avoimeksi arkkitehtuuriksi", sen tärkein etu. Apple II:n menestystä edesauttoi kaksi muuta vuonna 1978 kehitettyä innovaatiota. Edullinen levyketallennus ja ensimmäinen kaupallinen laskentaohjelma, VisiCalc-laskentataulukko.

Intel-8080-prosessorille rakennettu Altair-8800-tietokone oli erittäin suosittu 70-luvulla. Vaikka Altairin ominaisuudet olivat melko rajalliset - RAM-muistia oli vain 4 KB, näppäimistö ja näyttö puuttuivat, sen ulkonäkö otettiin vastaan ​​suurella innostuksella. Se tuotiin markkinoille vuonna 1975, ja ensimmäisten kuukausien aikana konetta myytiin useita tuhansia.

Tämä MITS:n kehittämä tietokone myytiin postitse osien sarjana itsekokoonpanoa varten. Koko kokoonpanosarja maksoi 397 dollaria, kun taas Intel-prosessori yksin myytiin 360 dollarilla.

PC-tietokoneiden leviäminen 70-luvun lopulla johti suurten tietokoneiden ja minitietokoneiden kysynnän lievään laskuun - IBM julkaisi 8088-prosessoriin perustuvan IBM PC:n vuonna 1979. 80-luvun alussa olemassa ollut ohjelmisto keskittyi tekstinkäsittelyyn. ja yksinkertaiset elektroniset pöydät, ja jo ajatus, että "mikrotietokoneesta" voisi tulla tuttu ja tarpeellinen laite töissä ja kotona, tuntui uskomattomalta.

12. elokuuta 1981 IBM esitteli PC:n (Personal Computer), josta tuli yhdessä Microsoftin ohjelmiston kanssa koko PC-kaluston standardi. moderni maailma. Yksivärisellä näytöllä varustetun IBM PC -mallin hinta oli noin 3 000 dollaria, värinäytöllä - 6 000 dollaria. IBM PC -kokoonpano: Intel 8088 -prosessori taajuudella 4,77 MHz ja 29 tuhatta transistoria, 64 KB RAM-muistia, 1 levykeasema, jonka kapasiteetti on 160 KB, ja tavallinen sisäänrakennettu kaiutin. Tällä hetkellä sovellusten käynnistäminen ja työskentely oli todellista tuskaa: kovalevyn puutteen vuoksi jouduttiin jatkuvasti vaihtamaan levykkeitä, ei ollut "hiirtä", ei graafista ikkunan käyttöliittymää, ei tarkkaa vastaavuutta kuvan välillä. näytölle ja lopputulokseen (WYSIWYG ). Värigrafiikka oli äärimmäisen primitiivistä, kolmiulotteisesta animaatiosta tai valokuvien käsittelystä ei puhuttu, mutta henkilökohtaisten tietokoneiden kehityksen historia alkoi tästä mallista.

Vuonna 1984 IBM esitteli kaksi uutta tuotetta. Ensin julkaistiin kotikäyttäjille tarkoitettu PCjr-malli, joka perustuu 8088-prosessoriin, joka oli varustettu ehkä ensimmäisellä langattomalla näppäimistöllä, mutta tämä malli ei saavuttanut menestystä markkinoilla.

Toinen uusi tuote on IBM PC AT. Avainominaisuus: Siirtyminen korkeamman tason mikroprosessoreihin (80286 ja 80287 digitaalinen apuprosessori) säilyttäen samalla yhteensopivuuden aikaisempien mallien kanssa. Tämä tietokone osoittautui standardien asettajaksi useiden vuosien ajan useissa suhteissa: se oli ensimmäinen, joka esitteli 16-bittisen laajennusväylän (joka on vakiona tähän päivään asti) ja EGA-näytönohjaimet, joiden resoluutio on 640x350. ja 16-bittinen värisyvyys.

Vuonna 1984 julkaistiin ensimmäiset Macintosh-tietokoneet, joissa oli graafinen käyttöliittymä, hiiri ja monia muita käyttöliittymämääritteitä, jotka ovat välttämättömiä nykyaikaisille pöytätietokoneille. Uusi käyttöliittymä ei jättänyt käyttäjiä välinpitämättömäksi, mutta vallankumouksellinen tietokone ei ollut yhteensopiva aiempien ohjelmien tai laitteistokomponenttien kanssa. Ja tuon ajan yrityksissä WordPerfectistä ja Lotus 1-2-3:sta oli tullut jo normaaleja työvälineitä. Käyttäjät ovat jo tottuneet ja sopeutuneet DOS-merkkikäyttöliittymään. Heidän näkökulmastaan ​​Macintosh näytti jopa jotenkin kevyeltä.

Viides sukupolvi tietokoneita (vuodesta 1985 nykypäivään)

V-sukupolven erityispiirteet:

1. Uusia tuotantotekniikoita.
2. Perinteisten ohjelmointikielten, kuten Cobol ja Fortran, kieltäminen sellaisten kielten hyväksi, joilla on paremmat mahdollisuudet manipuloida symboleja ja logiikkaohjelmoinnin elementtejä (Prolog ja Lisp).
3. Uusien arkkitehtuurien painottaminen (esim. tietovirtaarkkitehtuuri).
4. Uudet käyttäjäystävälliset syöttö-/tulostusmenetelmät (esim. puheen ja kuvan tunnistus, puhesynteesi, luonnollisen kielen viestien käsittely)
5. Tekoäly (eli ongelmanratkaisuprosessien automatisointi, johtopäätösten tekeminen, tiedon manipulointi)

Windows-Intel-liittouma perustettiin 80-90-luvun vaihteessa. Kun Intel julkaisi 486-mikroprosessorin vuoden 1989 alussa, tietokonevalmistajat eivät odottaneet IBM:n tai Compaqin johtavan tietä. Alkoi kilpailu, johon osallistui kymmeniä yrityksiä. Mutta kaikki uudet tietokoneet olivat erittäin samankaltaisia ​​toistensa kanssa - niitä yhdisti yhteensopivuus Windowsin ja Intelin prosessorien kanssa.

Vuonna 1989 i486-prosessori julkaistiin. Siinä oli sisäänrakennettu matemaattinen apuprosessori, liukuhihna ja sisäänrakennettu L1-välimuisti.

Ohjeet tietokoneiden kehittämiseen

Neurotietokoneet voidaan luokitella kuudennen sukupolven tietokoneisiin. Huolimatta siitä, että hermoverkkojen todellinen käyttö alkoi suhteellisen äskettäin, neurotietotekniikka tieteenalana on nyt seitsemättä vuosikymmentä ja ensimmäinen neurotietokone rakennettiin vuonna 1958. Auton kehittäjä oli Frank Rosenblatt, joka antoi aivolapselleen nimen Mark I.

Neuroverkkojen teoria hahmoteltiin ensimmäisen kerran McCullochin ja Pittsin teoksissa vuonna 1943: mikä tahansa aritmeettinen tai looginen funktio voidaan toteuttaa käyttämällä yksinkertaista hermoverkkoa. Kiinnostus neurotietotekniikkaa kohtaan heräsi uudelleen 1980-luvun alussa, ja sitä ruokkii uusi työ monikerroksisten perceptronien ja rinnakkaislaskennan parissa.

Neurotietokoneet ovat tietokoneita, jotka koostuvat useista yksinkertaisista laskentaelementeistä, joita kutsutaan neuroneiksi, jotka toimivat rinnakkain. Neuronit muodostavat niin sanottuja hermoverkkoja. Neurotietokoneiden korkea suorituskyky saavutetaan juuri sen ansiosta suuri määrä neuronit. Neurotietokoneet on rakennettu biologisille periaatteille: hermosto ihminen koostuu yksittäisistä soluista - hermosoluista, joiden lukumäärä aivoissa on 10 12, vaikka hermosolun vasteaika on 3 ms. Jokainen neuroni tekee tarpeeksi yksinkertaiset toiminnot, mutta koska se on yhteydessä keskimäärin 1-10 tuhannen muun hermosolun kanssa, tällainen kollektiivi varmistaa menestyksekkäästi ihmisaivojen toiminnan.

Optoelektronisissa tietokoneissa tiedon välittäjänä on valovirta. Sähköiset signaalit muunnetaan optisiksi ja päinvastoin. Optisella säteilyllä tiedon välittäjänä on useita mahdollisia etuja sähköisiin signaaleihin verrattuna:

• Valovirrat, toisin kuin sähköiset, voivat leikata toisiaan;
• Valovirrat voidaan paikantaa nanometrimittojen poikittaissuunnassa ja siirtää vapaan tilan läpi;
• Valovirtojen vuorovaikutus epälineaarisen median kanssa on hajautunut ympäri ympäristöä, mikä antaa uusia vapausasteita viestinnän organisoinnissa ja rinnakkaisten arkkitehtuurien luomisessa.

Tällä hetkellä kehitetään tietokoneita, jotka koostuvat kokonaan optisista tietojenkäsittelylaitteista. Nykyään tämä suunta on mielenkiintoisin.

Optisella tietokoneella on ennennäkemätön suorituskyky ja se on täysin erilainen kuin elektroninen tietokone, arkkitehtuuri: 1 kellojaksossa, joka kestää alle 1 nanosekunnin (tämä vastaa yli 1000 MHz:n kellotaajuutta), optinen tietokone pystyy käsittelemään noin 1 megatavun tai suuremman dataryhmän. Tähän mennessä optisten tietokoneiden yksittäisiä komponentteja on jo luotu ja optimoitu.

Kannettavan tietokoneen kokoinen optinen tietokone voi antaa käyttäjälle mahdollisuuden sijoittaa siihen melkein kaikki tiedot maailmasta, kun taas tietokone pystyy ratkaisemaan minkä tahansa monimutkaisia ​​​​ongelmia.

Biologiset tietokoneet ovat tavallisia tietokoneita, jotka perustuvat vain DNA-laskentaan. Tällä alueella on niin vähän todella demonstratiivisia töitä, että merkittävistä tuloksista on turha puhua.

Molekyylitietokoneet ovat PC:itä, joiden toimintaperiaate perustuu molekyylien ominaisuuksien muutosten käyttöön fotosynteesin aikana. Fotosynteesin aikana molekyyli saa erilaisia ​​tiloja, joten tutkijat voivat määrittää kullekin tilaan vain tietyt loogiset arvot, eli "0" tai "1". Tiettyjä molekyylejä käyttämällä tiedemiehet ovat todenneet, että heidän valosyklinsä koostuu vain kahdesta tilasta, joita voidaan "vaihtaa" muuttamalla ympäristön happo-emästasapainoa. Jälkimmäinen on erittäin helppo tehdä sähköisen signaalin avulla. Nykytekniikat mahdollistavat jo nyt kokonaisten tällä tavalla organisoitujen molekyyliketjujen luomisen. Näin ollen on hyvin mahdollista, että molekyylitietokoneet odottavat meitä "nurkan takana".

Tietokonekehityksen historia ei ole vielä ohi, vaan vanhojen parantamisen lisäksi kehitetään täysin uusia teknologioita. Esimerkki tästä ovat kvanttitietokoneet - laitteet, jotka toimivat pohjalta kvanttimekaniikka. Täysimittainen kvanttitietokone on hypoteettinen laite, jonka rakentamismahdollisuus liittyy vakavaan kehitykseen kvanttiteoria monien hiukkasten ja monimutkaisten kokeiden alalla; tämä työ on modernin fysiikan kärjessä. Kokeellisia kvanttitietokoneita on jo olemassa; kvanttitietokoneiden elementtejä voidaan käyttää parantamaan laskelmien tehokkuutta olemassa olevilla instrumenteilla.