Īsa datoru izstrādes vēsture. Galvenie posmi datoru attīstības vēsturē

Viens no izcilākie izgudrojumi sava laika. Miljardiem cilvēku savā darbā izmanto datorus Ikdiena visā pasaulē.

Gadu desmitu laikā dators ir attīstījies no ļoti dārgas un lēnas ierīces līdz mūsdienu ārkārtīgi viedām iekārtām ar neticamu apstrādes jaudu.

Nevienam cilvēkam nav uzticēts datora izgudrotājs, un daudzi uzskata, ka Konrāds Zuse un viņa Z1 mašīna bija pirmie no daudziem jauninājumiem, kas mums radīja datoru. Konrāds Zuse bija vācietis, kurš ieguva slavu, izveidojot pirmo brīvi programmējamo mehānisko skaitļošanas ierīci 1936. gadā. Zuse's Z1 tika izveidots ar uzsvaru uz 3 galvenajiem elementiem, kas joprojām tiek izmantoti mūsdienu kalkulatoros. Vēlāk Konrāds Zuse radīja Z2 un Z3.

Pirmie Mark sērijas datori tika uzbūvēti Hārvardā. MARK tika izveidots 1944. gadā, un šis dators bija istabas lielumā – 55 pēdas garš un 8 pēdas augsts. MARKS varētu uzstāties plaša spektra aprēķinus. Tas kļuva par veiksmīgu izgudrojumu, un ASV flote to izmantoja līdz 1959. gadam.

ENIAC dators bija viens no svarīgākajiem sasniegumiem skaitļošanas jomā. To Otrā pasaules kara laikā pasūtīja amerikāņu militārpersonas. Šis dators izmantoja vakuuma lampas, nevis elektromotorus un sviras ātriem aprēķiniem. Tā ātrums bija tūkstošiem reižu lielāks nekā jebkurai citai skaitļošanas ierīcei tajā laikā. Šis dators bija milzīgs, un tā kopējās izmaksas bija 500 000 USD. ENIAC darbojās līdz 1955. gadam.

RAM jeb brīvpiekļuves atmiņa tika ieviesta 1964. gadā. Pirmā RAM bija metāla noteikšanas plāksne, kas atradās blakus vakuuma caurulei, kas atklāja atšķirības elektriskie lādiņi. Tas bija vienkāršs veids, kā saglabāt datora instrukcijas.

1940. gadā bija daudz jauninājumu. Mančestra izstrādāja telekomunikāciju pētniecības iestādi. Tas bija pirmais dators, kas izmantoja saglabāto programmu, un tas sāka darboties 1948. gadā. Mančestra MARK Es turpināju dzīvot 1951. gadā un uzrādīju milzīgu progresu.

UNIVAC uzbūvēja ENIAC veidotāji. Tas bija ātrākais un novatoriskākais dators, kas spēj apstrādāt daudzus aprēķinus. Tas bija sava laika šedevrs, un sabiedrība to augstu novērtēja.

IBM, pirmais personālais dators, kas plaši izmantots un pieejams cilvēkiem. IBM 701 bija pirmais vispārējas nozīmes dators, ko izstrādāja IBM. Jaunajā 704 modelī tika izmantota jauna datorvaloda ar nosaukumu "Fortran". IBM 7090 arī guva lielus panākumus un dominēja abos biroja dators nākamo 20 gadu laikā. 1970. gadu beigās un 1980. gadā IBM izstrādāja personālo datoru, kas pazīstams kā PC. IBM ir bijusi milzīga ietekme uz mūsdienās izmantotajiem datoriem.

Pieaugot personālo datoru tirgum 80. gadu sākumā un vidū, daudzi uzņēmumi saprata, ka grafiskās saskarnes ir lietotājam draudzīgākas. Tā rezultātā Microsoft izstrādāja operētājsistēmu Windows. Pirmā versija tika saukta par Windows 1.0, un vēlāk parādījās Windows 2.0 un 3.0. Microsoft šodien kļūst arvien populārāka.

Mūsdienās datori ir ārkārtīgi jaudīgi un lētāki nekā jebkad agrāk. Viņi praktiski ir iefiltrējušies visos mūsu dzīves aspektos. Tie tiek izmantoti kā spēcīgs saziņas un tirdzniecības rīks. Datoru nākotne ir milzīga.

Mūsdienu personālie datori ļoti atšķiras no masīvajām, neveiklajām ierīcēm, kas parādījās Otrā pasaules kara laikā, un atšķirības nav tikai to izmērs. Mūsdienu galddatoru un klēpjdatoru "tēvi" un "vectēvi" nezināja, kā izdarīt daudz no tā, ar ko viņi viegli tiek galā modernas automašīnas. Tomēr Pats pirmais dators pasaulē bija izrāviens zinātnes un tehnoloģiju jomā. Apsēdieties pie sava monitora, un mēs jums pastāstīsim, kā sākās datoru ēra.

Kurš radīja pašu pirmo datoru pasaulē

Pagājušā gadsimta 40. gados bija vairākas ierīces, kas varēja pretendēt uz pirmā datora titulu.

Z3

Konrāds Zuse

Agrīns dators, ko izveidoja vācu inženieris Konrāds Zuse, kurš strādāja pilnīgā izolācijā no citu zinātnieku attīstības. Tam bija atsevišķs atmiņas bloks un atsevišķa konsole datu ievadei. Un to nesējs bija astoņu celiņu perfokarte, ko Zuse izgatavoja no 35 mm plēves.

Iekārtai bija 2600 telefona releji, un to varēja brīvi ieprogrammēt binārā peldošā komata kodā. Z3 tika izmantots aerodinamiskajiem aprēķiniem, taču tika iznīcināts Berlīnes bombardēšanas laikā 1943. gada beigās. Zuse pārraudzīja sava intelekta rekonstrukciju 1960. gados, un tagad programmējamā mašīna ir izstādīta muzejā Minhenē.

Mark 1, ko izstrādāja profesors Hovards Eikens un kuru IBM izlaida 1941. gadā, bija Amerikas pirmais programmējamais dators. Mašīna maksāja pusmiljonu dolāru, un tā tika izmantota, lai izstrādātu aprīkojumu ASV flotei, piemēram, torpēdas un zemūdens detektēšanu. Mark 1 tika izmantots arī atombumbas sprādziena ierīču izstrādē.

Tieši “Mark 1” var saukt par pašu pirmo datoru pasaulē. Tās īpašības, atšķirībā no vācu Z3, ļāva veikt aprēķinus automātiski, neprasot cilvēka iejaukšanos darba procesā.

Atanasoff-Berry dators (ABC)

1939. gadā profesors Džons Vincents Atanasofs saņēma līdzekļus, lai izveidotu iekārtu ar nosaukumu Atanasoff-Berry Computer (ABC). To izstrādāja un montēja Atanasovs un maģistrants Klifords Berijs 1942. gadā. Tomēr ABC ierīce nebija plaši pazīstama līdz patentu strīdam par datora izgudrošanu. Tas tika atrisināts tikai 1973. gadā, kad tika pierādīts, ka ENIAC līdzautors Džons Maušlijs bija redzējis ABC datoru neilgi pēc tam, kad tas kļuva funkcionāls.

Tiesvedības juridiskais iznākums bija nozīmīgs: Atanasovs tika pasludināts par vairāku nozīmīgu datoru ideju aizsācēju, bet dators kā koncepcija tika atzīts par nepatentējamu un tāpēc brīvi atvērts visiem izstrādātājiem. Pilna mēroga ABC darba kopija tika pabeigta 1997. gadā, pierādot, ka ABC iekārta darbojās, kā apgalvoja Atanasovs.

ENIAC

ENIAC

ENIAC izstrādāja divi zinātnieki no Pensilvānijas universitātes – Džons Ekerts un Džons Maušlijs. Viņš varētu atrisināt "plašu skaitlisko problēmu loku", pārprogrammējot. Lai gan sabiedrība tika iepazīstināta ar mašīnu pēc kara, 1946. gadā, tā bija svarīga aprēķiniem turpmāko konfliktu laikā, piemēram, aukstā kara un Korejas kara laikā. Veidojot to izmantoja aprēķiniem ūdeņraža bumba, inženiertehniskie aprēķini un šaušanas tabulu izveide. Viņa arī veica laikapstākļu prognozes PSRS, lai amerikāņi zinātu, kur viņi var nokrist. izkrist kodolkara gadījumā.

Atšķirībā no Mark 1 ar tā elektromehāniskiem relejiem, ENIAC bija vakuuma caurules. Tiek uzskatīts, ka ENIAC desmit gadu darbības laikā veica vairāk aprēķinu nekā visa cilvēce līdz tam laikam.

EDSAC

EDSAC

Pirmais dators ar saglabāto atmiņu programmatūra sauc par EDSAC. Tas tika savākts 1949. gadā Kembridžas Universitātē. Tā izveides projektu vadīja Kembridžas profesors un Kembridžas skaitļošanas pētījumu laboratorijas direktors Moriss Vilkss.

Viens no lielākajiem sasniegumiem programmēšanas jomā bija tas, ka Vilkss izmantoja īso programmu bibliotēku, ko sauc par "apakšprogrammām". Tas tika saglabāts perfokartēs un izmantots, lai veiktu vispārīgus atkārtotus aprēķinus lager programmā.

Kā izskatījās pirmais dators pasaulē?

Amerikāņu Mark 1 bija milzīgs, tā garums pārsniedza 17 metrus un augstums pārsniedza 2,5 metrus. Stikla un nerūsējošā tērauda apvalkā mašīna svēra 4,5 tonnas, un tās savienojošo vadu kopējais garums sasniedza gandrīz 800 km. Par galveno skaitļošanas moduļu sinhronizāciju bija atbildīga piecpadsmit metru vārpsta, kas darbināja 4 kW elektromotoru.

Mark 1 IBM muzejā

Pat smagāks par Mark 1 bija ENIAC. Tas svēra 27 tonnas un prasīja 174 kW elektroenerģijas. Kad tas tika ieslēgts, pilsētas gaismas nomierinājās. Mašīnai nebija ne tastatūras, ne monitora, tā aizņēma 135 kvadrātmetrus lielu platību un bija apvīta ar kilometriem gariem vadiem. Lai iegūtu priekšstatu par ENIAC izskatu, iedomājieties garu metāla skapju rindu, kas no augšas uz leju ir piepildīta ar spuldzēm. Tā kā datoram vēl nebija augstas kvalitātes dzesēšanas, telpā, kurā tas atradās, bija ļoti karsts, un ENIAC nedarbojās.

ENIAC

PSRS nevēlējās atpalikt no Rietumiem un veica savu attīstību, lai izveidotu datorus. Padomju zinātnieku pūliņu rezultāts bija (MESM). Tā pirmā palaišana notika 1950. gadā. MESM izmantoja 6 tūkstošus lampu un aizņēma 60 kvadrātmetru platību. m un darbībai nepieciešamā jauda līdz 25 kW.

MESM

Ierīce varēja veikt līdz 3 tūkstošiem darbību sekundē. MESM tika izmantots sarežģītiem zinātniskiem aprēķiniem, pēc tam tas tika izmantots kā mācību līdzeklis, un 1959. gadā iekārta tika izjaukta.

1952. gadā MESM bija vecākā māsa- (BESM). Elektronisko lampu skaits tajā palielinājās līdz 5 tūkstošiem, un palielinājās arī operāciju skaits sekundē - no 8 līdz 10 tūkstošiem.

BESM

Pasaulē pirmais komerciālais dators

Tas tika ieviests ASV 1951. gadā, un to var saukt par pirmo datoru, kas paredzēts komerciālai lietošanai.

Viņš kļuva slavens pēc tam, kad izmantoja aptauju datus no 1% balsstiesīgo iedzīvotāju, lai pareizi prognozētu, ka ģenerālis Dvaits Eizenhauers uzvarēs 1952. gada vēlēšanās. Kad cilvēki saprata datora datu apstrādes iespējas, daudzi uzņēmumi sāka iegādāties šo iekārtu savām vajadzībām.

Pats pirmais personālais dators pasaulē

Pirmo reizi termins “personālais dators” tika attiecināts uz itāļu inženiera Pjēra Džordžo Peroto radīšanu ar nosaukumu Programma 101. To izlaida Olivetti.

Programma 101

Ierīce maksāja 3200 USD un tika pārdota aptuveni 44 000 eksemplāru. NASA nopirka desmit no tiem, lai tos izmantotu aprēķinos Apollo 11 nolaišanās Mēness laikā 1969. gadā. ABC (American Broadcasting Company) tīkls izmantoja Programmu 101, lai prognozētu 1968. gada prezidenta vēlēšanas. ASV militārpersonas to izmantoja, lai plānotu savas operācijas Vjetnamas kara laikā. Tas tika iegādāts arī skolām, slimnīcām un valsts aģentūrām, un tas iezīmēja straujas datoru izstrādes un pārdošanas laikmeta sākumu.

Pirmais masveidā ražotais mājas dators ārzemēs

1975. gadā žurnāla Popular Electronics numurā parādījās raksts par jaunu datora komplektu Altair 8800. Dažu nedēļu laikā pēc ierīces ieviešanas klienti pārpludināja tās ražotāju MITS ar pasūtījumiem. Iekārta bija aprīkota ar 256 baitu atmiņu (paplašināma līdz 64 KB) un universālo interfeisa kopni, kas attīstījās standartā "S-100", ko plaši izmantoja laikmeta amatieru un personālajos datoros.

Altair 8800 varēja iegādāties par 397 USD. Pēc iegādes radioamatieru īpašniekam bija patstāvīgi jāpielodē un jāpārbauda samontēto komponentu funkcionalitāte. Grūtības ar to nebeidzās, mums joprojām bija jāapgūst rakstīšanas programmas, izmantojot nulles un vieniniekus. Altair 8800 nebija ne tastatūras, ne monitora, ne cietā diska, ne diskešu diskdziņa. Lai ievadītu vēlamo programmu lietotājs noklikšķināja uz pārslēgšanas slēdžiem ierīces priekšējā panelī. Un rezultātu pārbaude tika veikta, novērojot priekšējā panelī mirgojošās gaismas.

A 1976. gadā piedzima pirmais Apple dators, kuru izstrādājis un ar rokām darījis Stīvs Vozņaks, un viņa draugs reklamējis kā uzņēmuma pirmo produktu Apple dators Uzņēmums. Apple 1 tiek uzskatīts par pirmo datoru, kas tiek piegādāts no plaukta.

Ābols 1

Faktiski ierīcei nebija ne monitora, ne tastatūras (tika nodrošināta iespēja tos savienot). Bet tur bija pilnībā aprīkota shēmas plate, kurā bija 30 mikroshēmas. Altair 8800 un citām ierīcēm, kas ienāca tirgū, tā nebija, tās bija jāsamontē no komplekta. Sākotnēji Apple 1 cena bija gandrīz elli, USD 666,66, bet gadu vēlāk tā tika samazināta līdz 475 USD. Vēlāk tika izlaista papildu plate, kas ļāva ierakstīt datus kasešu magnetofonā. Tas maksāja 75 dolārus.

Pirmais masveidā ražotais mājas dators PSRS

Kopš 20. gadsimta 80. gadiem Bulgārijā sāka ražot datoru ar nosaukumu “Pravets”. Tas bija Apple otrās versijas klons. Vēl viens Pravets līnijā iekļautais klons bija “padomju” IBM dators, kura pamatā ir Intel 8088 un 8086 procesori. Vēlākais Oric Atmos klons bija “mājas” modelis “Pravets 8D” nelielā korpusā un ar iebūvētu tastatūru. Tas tika ražots no 1985. līdz 1992. gadam. Pravets datori tika uzstādīti daudzās Padomju Savienības skolās.

Tie, kas vēlas salikt mājas datoru, varēja izmantot instrukcijas žurnālā Radio 1982.-83. un reproducēt modeli ar nosaukumu "Micro-80". Tā pamatā bija KR580VM80 mikroprocesors, līdzīgi kā Intel i8080.

1984. gadā Padomju Savienībā parādījās dators Agat, diezgan jaudīgs salīdzinājumā ar Rietumu modeļiem. RAM apjoms bija 128 KB, kas ir divreiz vairāk nekā divdesmitā gadsimta 80. gadu sākuma Apple modeļos. Dators tika ražots vairākās modifikācijās, tam bija ārējā tastatūra ar 74 taustiņiem un melnbalts vai krāsains ekrāns.

"Agates" ražošana turpinājās līdz 1993. gadam.

Mūsu laika datori

Mūsdienās modernās datortehnoloģijas ļoti strauji mainās. mūsdienu cilvēki ir miljardiem reižu lielāki par saviem senčiem. Katrs uzņēmums vēlas pārsteigt jau nogurušos lietotājus, un līdz šim daudziem tas ir izdevies. Šeit ir tikai dažas no galvenajām tēmām pēdējos gados:

• Klēpjdators, kam bija nozīmīga ietekme uz nozares attīstību: Apple Macbook (2006).
• Viedtālrunis, kas būtiski ietekmēja nozares attīstību: Apple iPhone (2007).
• Planšetdators, kas būtiski ietekmēja nozares attīstību: Apple iPad (2010).
• Pirmais viedais pulkstenis: Pulsar Time Computer (1972). Tos var redzēt uz Džeimsa Bonda rokas 1973. gada asa sižeta filmā Live and Let Die.

Un, protams, dažādas spēļu konsoles: Playstation, Xbox, Nintendo u.c.

Mēs dzīvojam interesants laiks(lai gan tas izklausās pēc ķīniešu lāsta). Un kas zina, kas sagaida tuvākajā nākotnē. Neironu datori? Kvantu datori? Gaidi un redzēsi.

Vēl 19. gadsimta pirmajā pusē. Angļu matemātiķis Čārlzs Babidžs mēģināja izveidot universālu skaitļošanas ierīci, tas ir, datoru (Babbage to sauca par analītisko dzinēju). Tas bija Beidžs, kurš pirmais nāca klajā ar ideju, ka datorā ir jābūt atmiņai un jāvada ar programmu. Babage vēlējās izveidot savu datoru kā mehānisku ierīci un plānoja iestatīt programmas, izmantojot perfokartes - kartītes no bieza papīra ar informāciju, kas izdrukāta, izmantojot caurumus.

Tomēr Babage nespēja pabeigt šo darbu - tas izrādījās pārāk sarežģīts tā laika tehnoloģijai.

Vācu inženieris Konrāds Zuse 1941. gadā uzbūvēja nelielu datoru, kura pamatā bija vairāki elektromehāniskie releji. Bet kara dēļ Zuses darbi netika publicēti.

Un ASV 1943. gadā vienā no IBM uzņēmumiem amerikānis Hovards Eikens izveidoja jaudīgāku datoru ar nosaukumu “Mark-1”. Tas jau ļāva veikt aprēķinus simtiem reižu ātrāk nekā ar roku, un faktiski tika izmantots militāriem aprēķiniem.

Sākot ar 1943. gadu Amerikas Savienotajās Valstīs, speciālistu grupa Džona Maušlija un Prespera Ekerta vadībā sāka konstruēt ENIAC datoru, kura pamatā ir vakuuma lampas. Viņu radītais dators darbojās tūkstoš reižu ātrāk nekā Mark-1. Lai vienkāršotu un paātrinātu programmu iestatīšanas procesu, Ekerts un Maušlija sāka izstrādāt jaunu datoru, kas varētu saglabāt programmu savā atmiņā.

1945. gadā darbā tika iesaistīts slavenais matemātiķis Džons fon Neimans, kurš sagatavoja ziņojumu par šo datoru. Ziņojums tika nosūtīts daudziem zinātniekiem un kļuva plaši pazīstams, jo tajā fon Neimanis skaidri un vienkārši formulēja vispārējos datoru darbības principus, t.i. universālas skaitļošanas ierīces. Un līdz pat šai dienai lielākā daļa datoru ir izgatavoti saskaņā ar principiem, ko Džons fon Neimans izklāstīja savā ziņojumā 1945. gadā. Pirmo datoru, kas iemiesoja fon Neimaņa principus, 1949. gadā uzbūvēja angļu pētnieks Moriss Vilkss.

40. un 50. gados datori tika radīti, izmantojot vakuuma lampas. Tāpēc datori bija ļoti lieli (tie aizņēma milzīgas zāles), dārgi un neuzticami - galu galā vakuuma lampas, tāpat kā parastās spuldzes, bieži izdeg.

Bet 1948. gadā tika izgudroti tranzistori - miniatūras un lētas elektroniskās ierīces, kas varēja aizstāt vakuuma lampas. Tas noveda pie datoru izmēra samazināšanās simtiem reižu un palielināja to uzticamību.

1968. gadā Burroughs izlaida pirmo integrēto shēmu datoru, un 1970. gadā Intel sāka pārdot atmiņas integrālās shēmas. Pēc tam tranzistoru skaits, ko var novietot uz laukuma vienību integrālā shēma, katru gadu ir aptuveni dubultojies, kas nodrošina pastāvīgu datoru izmaksu samazinājumu un veiktspējas pieaugumu.

1975. gada sākumā parādījās pirmais komerciāli izplatītais personālais dators Altair-8800, kura pamatā ir Intel-8080 mikroprocesors. Un, lai gan tā iespējas bija ļoti ierobežotas (RAM bija tikai 256 baiti, nebija tastatūras un ekrāna), tā izskats tika sagaidīts ar lielu entuziasmu: pirmajos mēnešos tika pārdoti vairāki tūkstoši mašīnas komplektu.

1975. gada beigās Pols Alens un Bils Geitss (nākamie Microsoft dibinātāji) izveidoja tulku Altairo datoram. Pamatvaloda, kas ļāva lietotājiem diezgan vienkārši sazināties ar datoru un viegli rakstīt tam programmas. Tas arī veicināja personālo datoru popularitāti. Personālos datorus sāka pārdot pilnībā aprīkotus, ar tastatūru un monitoru, pieprasījums pēc tiem sasniedza desmitiem un pēc tam simtiem tūkstošu vienību gadā.

1976. gadā tirgū ienāca jauns uzņēmums Apple Computer ar 666 ASV dolāru Apple I datoru. Tā mātesplate bija pieskrūvēta pie saplākšņa gabala, un tajā nebija ne korpusa, ne barošanas avota.

Bet Apple II dators, kas parādījās 1977. gadā, kļuva par prototipu lielākajai daļai nākamo modeļu, tostarp IBM PC.

70. gadu beigās personālo datoru izplatība pat izraisīja nelielu pieprasījuma samazināšanos pēc lielajiem datoriem un minidatoriem (minidatoriem). Tas radīja nopietnas bažas IBM (International Business Machines Corporation), vadošajam lielu datoru ražošanas uzņēmumam, un 1979. gadā IBM nolēma izmēģināt spēkus personālo datoru tirgū.

Pirmkārt, par datora galveno mikroprocesoru tika izvēlēts tolaik jaunākais 16 bitu mikroprocesors Intel-8088. Tās izmantošana ļāva ievērojami palielināt datora potenciālās iespējas, jo jaunais mikroprocesors ļāva strādāt ar 1 MB atmiņu, un visi tajā laikā pieejamie datori bija ierobežoti līdz 64 KB.

Lietotāji varēja patstāvīgi jaunināt savus datorus un aprīkot tos ar papildu ierīcēm no simtiem dažādu ražotāju.

Tas viss izraisīja ar IBM PC saderīgo datoru izmaksu samazināšanos un strauju to īpašību uzlabošanos, līdz ar to arī popularitātes pieaugumu.

IBM nepadarīja savu datoru par vienu “viss vienā” ierīci un neaizsargāja tā dizainu ar patentiem. Tā vietā viņa salika datoru no neatkarīgi ražotām detaļām un neturēja noslēpumā šo detaļu specifikācijas un to savienošanas veidu. Turpretim IBM PC dizaina principi bija pieejami ikvienam. Šī pieeja, ko sauc par atvērtās arhitektūras principu, padarīja IBM datoru par satriecošu panākumu, lai gan tā neļāva IBM dalīties ar saviem panākumiem.

Nepieciešamība skaitīt cilvēkiem radās līdz ar civilizācijas parādīšanos. Viņiem bija jāveic tirdzniecības darījumi, jāveic zemes uzmērīšana, jāpārvalda ražas rezerves un jāuzrauga astronomiskie cikli. Šim nolūkam jau kopš seniem laikiem ir izgudroti dažādi instrumenti, sākot no skaitīšanas nūjām un āķi, kas zinātnes un tehnikas attīstības gaitā pārtapa par kalkulatoriem un dažādām skaitļošanas ierīcēm, tai skaitā personālajiem datoriem.

Cilvēka dzīve divdesmit pirmajā gadsimtā ir tieši saistīta ar mākslīgo intelektu. Zināšanas par galvenajiem pagrieziena punktiem datoru izveidē ir rādītājs izglītots cilvēks. Datoru izstrāde parasti tiek iedalīta 5 posmos – ierasts runāt par piecām paaudzēm.

1946-1954 - pirmās paaudzes datori

Ir vērts teikt, ka pirmās paaudzes datori (elektroniskie datori) bija cauruļu bāzes. Pensilvānijas universitātes (ASV) zinātnieki izstrādāja ENIAC — tas bija pasaulē pirmā datora nosaukums. Diena, kad tā tika oficiāli nodota ekspluatācijā, ir 15.02.1946. Ierīces montāžā tika izmantoti 18 tūkstoši vakuuma lampu. Datoram pēc mūsdienu standartiem bija milzīgs laukums 135 kvadrātmetri, un svars ir 30 tonnas. Arī elektroenerģijas vajadzības bija lielas – 150 kW.

Ir labi zināms fakts, ka šī elektroniskā iekārta tika radīta tieši, lai palīdzētu atrisināt vissarežģītākās atombumbas radīšanas problēmas. PSRS strauji tuvojās un 1951. gada decembrī akadēmiķa S. A. Ļebedeva vadībā un tiešā līdzdalībā pasaulei tika prezentēts ātrākais dators Eiropā. Viņai bija saīsinājums MESM (Mazā elektroniskā skaitļošanas mašīna). Šī ierīce varētu veikt no 8 līdz 10 tūkstošiem darbību sekundē.

1954 - 1964 - otrās paaudzes datori

Nākamais attīstības solis bija datoru izstrāde, kas darbojas ar tranzistoriem. Tranzistori ir ierīces, kas izgatavotas no pusvadītāju materiāliem, kas ļauj kontrolēt ķēdē plūstošo strāvu. Pirmo zināmo stabili darbojošos tranzistoru Amerikā 1948. gadā izveidoja fiziķu un pētnieku Šoklija un Bārdina komanda.

Ātruma ziņā elektroniskie datori būtiski atšķīrās no saviem priekšgājējiem – ātrums sasniedza simtiem tūkstošu darbību sekundē. Samazinājušies gan izmēri, gan patēriņš elektriskā enerģija kļuva mazāk. Arī lietošanas apjoms ir ievērojami palielinājies. Tas notika programmatūras straujās attīstības dēļ. Mūsu labākajam datoram BESM-6 bija rekordliels ātrums — 1 000 000 operāciju sekundē. Izstrādāts 1965. gadā galvenā dizainera S. A. Ļebedeva vadībā.

1964 - 1971 - trešās paaudzes datori

Galvenā šī perioda atšķirība ir mikroshēmu izmantošanas sākums ar zemu integrācijas pakāpi. Izmantojot sarežģītas tehnoloģijas, zinātnieki varēja novietot sarežģītas elektroniskās shēmas uz nelielas pusvadītāju plāksnes, kuru laukums bija mazāks par 1 kvadrātcentimetru. Mikroshēmu izgudrojums tika patentēts 1958. gadā. Izgudrotājs: Džeks Kilbijs. Šī revolucionārā izgudrojuma izmantošana ļāva uzlabot visus parametrus - izmēri tika samazināti līdz aptuveni ledusskapja izmēram, palielinājās veiktspēja, kā arī uzticamība.

Šo datoru attīstības posmu raksturo jaunas atmiņas ierīces - magnētiskā diska - izmantošana. PDP-8 minidators pirmo reizi tika prezentēts 1965. gadā.

PSRS līdzīgas versijas parādījās daudz vēlāk - 1972. gadā un bija Amerikas tirgū piedāvāto modeļu analogi.

1971. gads - mūsdienu laiki - ceturtās paaudzes datori

Inovācija ceturtās paaudzes datoros ir mikroprocesoru pielietojums un izmantošana. Mikroprocesori ir ALU (aritmētiskās loģiskās vienības), kas atrodas vienā mikroshēmā un kuriem ir augsta pakāpe integrācija. Tas nozīmē, ka mikroshēmas sāk aizņemt vēl mazāk vietas. Citiem vārdiem sakot, mikroprocesors ir mazas smadzenes, veicot miljoniem operāciju sekundē saskaņā ar tajā iegulto programmu. Izmērs, svars un enerģijas patēriņš ir ievērojami samazināts, un veiktspēja ir sasniegusi rekordaugstus rādītājus. Un tieši tad spēlē ienāca Intel.

Pirmo mikroprocesoru sauca par Intel-4004 - pirmā mikroprocesora nosaukums, kas tika samontēts 1971. gadā. Tam bija 4 bitu ietilpība, taču tajā laikā tas bija gigantisks tehnoloģisks sasniegums. Divus gadus vēlāk Intel iepazīstināja pasauli ar astoņu bitu Intel-8008, piedzima Altair-8800 – šis ir pirmais personālais dators, kura pamatā ir Intel-8008.

Tas bija visa personālo datoru laikmeta sākums. Mašīnu sāka izmantot visur pilnībā dažādiem mērķiem. Gadu vēlāk Apple ienāca spēlē. Projekts guva lielus panākumus, un Stīvs Džobss kļuva par vienu no slavenākajiem un bagātākajiem cilvēkiem uz Zemes.

IBM PC kļūst par neapstrīdamu datoru standartu. Tas tika izlaists 1981. gadā ar 1 megabaitu operatīvo atmiņu.

Zīmīgi, ka šobrīd ar IBM saderīgie elektroniskie datori aizņem aptuveni deviņdesmit procentus no saražotajiem datoriem! Turklāt mēs nevaram nepieminēt Pentium. Pirmā procesora ar integrētu kopprocesoru izstrāde bija veiksmīga 1989. gadā. Tagad šis zīmols ir neapstrīdama autoritāte mikroprocesoru izstrādē un izmantošanā datoru tirgū.

Ja runājam par perspektīvām, tad tā, protams, ir jaunāko tehnoloģiju izstrāde un ieviešana: īpaši lielas integrālās shēmas, magnētiski optiskie elementi, pat mākslīgā intelekta elementi.

Pašmācība elektroniskās sistēmas- tāda ir paredzamā nākotne, ko sauc par piekto paaudzi datoru attīstībā.

Cilvēks cenšas dzēst barjeru saziņā ar datoru. Japāna pie tā strādāja ļoti ilgi un diemžēl neveiksmīgi, taču šī ir pavisam cita raksta tēma. Šobrīd visi projekti ir tikai izstrādes stadijā, bet pie esošajiem attīstības tempiem tā ir tuvākā nākotne. Pašreizējais laiks ir laiks, kad tiek veidota vēsture!

Viena no pirmajām ierīcēm (V-IV gs. p.m.ē.), no kuras var uzskatīt par sākušos datoru attīstības vēsturi, bija īpašs dēlis, vēlāk saukts par “abaku”. Aprēķini par to tika veikti, pārvietojot kaulus vai akmeņus dēļu padziļinājumos no bronzas, akmens, ziloņkaula un tamlīdzīgiem materiāliem. Grieķijā abakuss pastāvēja jau 5. gadsimtā. pirms mūsu ēras japāņi to sauca par “serobajanu”, ķīnieši to sauca par “suanpanu”. Senajā Krievijā skaitīšanai tika izmantota ierīce, kas līdzīga abakam - "dēlīšu skaitīšana". 17. gadsimtā šī ierīce ieguva parastā krievu abakusa formu.

Abacus (V-IV gadsimts pirms mūsu ēras)

Franču matemātiķis un filozofs Blēzs Paskāls 1642. gadā radīja pirmo mašīnu, kas par godu tās radītājam saņēma nosaukumu Pascalina. Mehāniska ierīce kastes formā ar daudziem pārnesumiem, papildus saskaitīšanai, veica arī atņemšanu. Dati tika ievadīti aparātā, griežot ciparnīcas, kas atbilda cipariem no 0 līdz 9. Atbilde parādījās metāla korpusa augšpusē.

1673. gadā Gotfrīds Vilhelms Leibnics izveidoja mehānisku aprēķina ierīci (Leibnica soļu kalkulators - Leibnica kalkulators), kas pirmo reizi ne tikai saskaitīja un atņēma, bet arī reizina, dalīja un aprēķināja. Kvadrātsakne. Pēc tam Leibnica ritenis kļuva par masas aprēķināšanas instrumentu prototipu - pievienošanas mašīnām.

Angļu matemātiķis Čārlzs Babidžs izstrādāja ierīci, kas ne tikai veica aritmētiskās darbības, bet arī nekavējoties izdrukāja rezultātus. 1832. gadā no diviem tūkstošiem misiņa detaļu uzbūvēja desmitkārt mazāku modeli, kas svēra trīs tonnas, taču spēja veikt aritmētiskās darbības ar precizitāti līdz sestajai zīmei aiz komata un aprēķināt otrās kārtas atvasinājumus. Šis dators kļuva par īstu datoru prototipu, to sauca par diferenciālo mašīnu.

Summēšanas aparātu ar nepārtrauktu desmitnieku pārraidi izveidojis krievu matemātiķis un mehāniķis Pafnutijs Ļvovičs Čebiševs. Šī ierīce nodrošina visu aritmētisko darbību automatizāciju. 1881. gadā tika izveidots pielikums saskaitīšanas mašīnai reizināšanai un dalīšanai. Desmitnieku nepārtrauktas pārraides princips ir plaši izmantots dažādos skaitītājos un datoros.

Automatizētā datu apstrāde parādījās pagājušā gadsimta beigās ASV. Hermanis Holerits izveidoja ierīci - Hollerith Tabulator -, kurā uz perfokartēm uzdrukātā informācija tika atšifrēta ar elektrisko strāvu.

1936. gadā jauns Kembridžas zinātnieks Alans Tjūrings nāca klajā ar prāta skaitļošanas mašīnu, kas pastāvēja tikai uz papīra. Viņa “viedā mašīna” darbojās pēc noteikta algoritma. Atkarībā no algoritma iedomāto mašīnu var izmantot ļoti dažādiem mērķiem. Taču tolaik tie bija tīri teorētiski apsvērumi un shēmas, kas kalpoja kā programmējama datora prototips, kā skaitļošanas ierīce, kas apstrādā datus atbilstoši noteiktai komandu secībai.

Informācijas revolūcijas vēsturē

Civilizācijas attīstības vēsturē ir notikušas vairākas informācijas revolūcijas - sociālo sabiedrisko attiecību transformācijas sakarā ar izmaiņām informācijas apstrādes, uzglabāšanas un pārraidīšanas jomā.

Pirmkārt Revolūcija ir saistīta ar rakstīšanas izgudrojumu, kas izraisīja milzīgu kvalitatīvu un kvantitatīvu lēcienu civilizācijā. Ir iespēja nodot zināšanas no paaudzes paaudzē.

Otrkārt(16. gs. vidus) revolūciju izraisīja poligrāfijas izgudrojums, kas radikāli mainīja industriālo sabiedrību, kultūru un darbības organizāciju.

Trešais(19. gadsimta beigas) revolūcija ar atklājumiem elektrības jomā, pateicoties kuriem parādījās telegrāfs, telefons, radio un ierīces, kas ļauj ātri pārraidīt un uzkrāt informāciju jebkurā apjomā.

Ceturtais(kopš 20. gadsimta septiņdesmitajiem gadiem) revolūcija ir saistīta ar mikroprocesoru tehnoloģijas izgudrošanu un personālā datora parādīšanos. Izmantojot mikroprocesorus un integrālās shēmas, tiek veidoti datori un datu pārraides sistēmas (informācijas sakari).

Šo periodu raksturo trīs fundamentāli jauninājumi:

• pāreja no mehāniskiem un elektriskiem informācijas pārveidošanas līdzekļiem uz elektroniskajiem;
• visu komponentu, ierīču, instrumentu, mašīnu miniaturizācija;
• programmatūras vadītu ierīču un procesu izveide.

Datortehnoloģiju attīstības vēsture

Informācijas uzglabāšanas, konvertēšanas un pārraidīšanas nepieciešamība cilvēkiem parādījās daudz agrāk nekā telegrāfa aparāta, pirmās telefona centrāles un elektroniskā datora (datora) radīšana. Patiesībā visa pieredze, visas cilvēces uzkrātās zināšanas tā vai citādi veicināja datortehnoloģiju rašanos. Datoru radīšanas vēsture - parastais nosaukums elektroniskās mašīnas aprēķinu veikšanai - sākas tālu pagātnē un ir saistītas ar gandrīz visu cilvēka dzīves un darbības aspektu attīstību. Kamēr pastāv cilvēka civilizācija, tik ilgi tiek izmantota noteikta aprēķinu automatizācija.

Attīstības vēsture datortehnika datēta ar aptuveni piecām desmitgadēm. Šajā laikā ir mainījušās vairākas datoru paaudzes. Katra nākamā paaudze izcēlās ar jauniem elementiem (elektronu lampas, tranzistori, integrālās shēmas), kuru ražošanas tehnoloģija bija būtiski atšķirīga. Pašlaik ir vispārpieņemta datoru paaudžu klasifikācija:

• Pirmā paaudze (1946 - 50. gadu sākums). Elementa bāze ir elektronu caurules. Datori izcēlās ar lieliem izmēriem, lielu enerģijas patēriņu, zemu ātrumu, zemu uzticamību un programmēšanu kodos.
• Otrā paaudze (50. gadu beigas - 60. gadu sākums). Elementa pamatne - pusvadītājs. Uzlabots salīdzinājumā ar datoriem iepriekšējā paaudze gandrīz visas tehniskās īpašības. Programmēšanai tiek izmantotas algoritmiskās valodas.
• 3. paaudze (60. gadu beigas - 70. gadu beigas). Elementu bāze - integrālās shēmas, daudzslāņu iespiedshēmu montāža. Strauji samazināts datoru izmērs, palielinot to uzticamību, palielinot produktivitāti. Piekļuve no attāliem termināļiem.
• Ceturtā paaudze (no 70. gadu vidus līdz 80. gadu beigām). Elementu bāze ir mikroprocesori, lielas integrālās shēmas. Tehniskie parametri ir uzlaboti. Personālo datoru masveida ražošana. Attīstības virzieni: jaudīgas daudzprocesoru skaitļošanas sistēmas ar augstu veiktspēju, lētu mikrodatoru izveide.
• Piektā paaudze (no 80. gadu vidus). Sākās viedo datoru izstrāde, taču tā vēl nav bijusi veiksmīga. Ievads visās datortīklu jomās un to integrācijā, izkliedētās datu apstrādes izmantošana, datorinformācijas tehnoloģiju plaša izmantošana.

Līdz ar datoru paaudžu maiņu mainījās arī to lietošanas būtība. Ja sākumā tie tika radīti un izmantoti galvenokārt skaitļošanas problēmu risināšanai, tad vēlāk to pielietojuma joma paplašinājās. Tas ietver informācijas apstrādi, ražošanas automatizāciju, tehnoloģisko un zinātniskie procesi un daudz vairāk.

Konrāds Zuse datoru darbības principi

Ideja par iespēju izveidot automatizētu skaitļošanas aparātu ienāca prātā vācu inženierim Konrādam Zuzei, un 1934. gadā Zuse formulēja pamatprincipus, uz kuriem būtu jādarbojas nākotnes datoriem:

• binārā skaitļu sistēma;
• pēc “jā/nē” principa strādājošo ierīču izmantošana (loģiski 1/0);
• pilnībā automatizēts datora process;
• aprēķinu procesa programmatūras kontrole;
• atbalsts peldošā komata aritmētikai;
• izmantojot lielas ietilpības atmiņu.

Zuse bija pirmais pasaulē, kurš noteica, ka datu apstrāde sākas ar bitu (viņš bitu nosauca par “jā/nē statusu”, bet binārās algebras formulas — nosacītu priekšlikumu), pirmais, kurš ieviesa terminu “mašīnvārds” ( Word), pirmais, kas apvienoja aritmētisko un loģisko kalkulatoru darbību, norādot, ka “datora elementārā darbība ir divu bināro skaitļu vienlīdzības pārbaude. Rezultāts būs arī binārs skaitlis ar divām vērtībām (vienāds, nevis vienāds).

Pirmā paaudze - datori ar vakuumlampām

Colossus I ir pirmais cauruļu dators, ko briti izveidoja 1943. gadā, lai atšifrētu vācu militāros šifrus; tas sastāvēja no 1800 vakuumlampām — informācijas glabāšanas ierīcēm — un bija viens no pirmajiem programmējamajiem elektroniskajiem digitālajiem datoriem.

ENIAC - tika izveidots artilērijas ballistikas tabulu aprēķināšanai; šis dators svēra 30 tonnas, aizņēma 1000 kvadrātpēdas un patērēja 130-140 kW elektroenerģijas. Datorā bija 17 468 sešpadsmit veidu vakuuma lampas, 7200 kristāla diodes un 4100 magnētiskie elementi, un tie atradās skapjos ar kopējo tilpumu aptuveni 100 m 3. ENIAC veiktspēja bija 5000 operāciju sekundē. Iekārtas kopējās izmaksas bija 750 000 USD Elektrības patēriņš bija 174 kW, un kopējā aizņemtā platība bija 300 m2.

Vēl viens 1. paaudzes datoru pārstāvis, kuram vajadzētu pievērst uzmanību, ir EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer). EDVAC ir interesants, jo tas mēģināja ierakstīt programmas elektroniski tā sauktajās "ultraskaņas aizkaves līnijās", izmantojot dzīvsudraba lampas. 126 šādās rindās bija iespējams saglabāt 1024 četrciparu bināro skaitļu rindas. Tā bija "ātrā" atmiņa. Kā “lēnai” atmiņai tai vajadzēja ierakstīt skaitļus un komandas uz magnētiskā vada, taču šī metode izrādījās neuzticama, un bija jāatgriežas pie teletaipa lentēm. EDVAC bija ātrāks nekā tā priekšgājējs, pievienojot 1 µs un dalot ar 3 µs. Tajā bija tikai 3,5 tūkstoši elektronisko lampu un atradās 13 m 2 platībā.

UNIVAC (Universal Automatic Computer) bija elektroniska ierīce ar atmiņā saglabātām programmām, kuras tur tika ievadītas nevis no perfokartēm, bet gan izmantojot magnētisko lenti; tas nodrošināja liels ātrums informācijas lasīšana un rakstīšana, un līdz ar to lielāka iekārtas veiktspēja kopumā. Vienā lentē varētu būt miljons rakstzīmju, kas rakstītas binārā formā. Lentēs varēja saglabāt gan programmas, gan starpposma datus.

Otrā paaudze ir dators ar tranzistoriem.

Tranzistori nomainīja vakuuma lampas 60. gadu sākumā. Tranzistori (kas darbojas kā elektriskie slēdži) patērē mazāk enerģijas un rada mazāk siltuma un aizņem mazāk vietas. Apvienojot vairākas tranzistoru shēmas uz vienas plates, tiek iegūta integrēta shēma (mikroshēma, burtiski, plāksne). Tranzistori ir bināro skaitļu skaitītāji. Šīs daļas reģistrē divus stāvokļus - strāvas klātbūtni un strāvas neesamību, un tādējādi apstrādā tām sniegto informāciju tieši šajā binārajā formā.

1953. gadā Viljams Šoklijs izgudroja p-n savienojuma tranzistoru. Tranzistors aizstāj vakuuma cauruli un tajā pašā laikā darbojas ar lielāku ātrumu, ražo ļoti maz siltuma un gandrīz nepatērē elektrību. Vienlaikus ar elektronisko lampu aizstāšanu ar tranzistoriem tika pilnveidotas informācijas glabāšanas metodes: kā atmiņas ierīces sāka izmantot magnētiskos serdeņus un magnētiskās bungas, un jau 60. gados kļuva plaši izplatīta informācijas glabāšana diskos.

Viens no pirmajiem tranzistoru datoriem, Atlas Guidance Computer, tika palaists 1957. gadā un tika izmantots, lai kontrolētu Atlas raķetes palaišanu.

RAMAC tika izveidots 1957. gadā, un tas bija lēts dators ar modulāru ārējo diska atmiņu, magnētiskā kodola un cilindra brīvpiekļuves atmiņas kombināciju. Un, lai gan šis dators vēl nebija pilnībā tranzistorizēts, tas izcēlās ar augstu veiktspēju un vieglu apkopi, un tas bija ļoti pieprasīts biroja automatizācijas tirgū. Tāpēc korporatīvajiem klientiem steidzami tika izlaists “liels” RAMAC (IBM-305), lai tajā varētu ievietot 5 MB datu, RAMAC sistēmai bija nepieciešami 50 diski ar 24 collu diametru. Pamatojoties uz šo modeli Informācijas sistēma nevainojami apstrādāti pieprasījumu masīvi 10 valodās.

1959. gadā IBM izveidoja savu pirmo lieldatora datoru ar visiem tranzistoriem 7090, kas spēj veikt 229 000 operāciju sekundē — īstu tranzistorizētu lieldatoru. 1964. gadā, pamatojoties uz diviem 7090 lieldatoriem, amerikāņu aviokompānija SABRE pirmo reizi izmantoja automatizētu sistēmu aviobiļešu pārdošanai un rezervēšanai 65 pilsētās visā pasaulē.

1960. gadā DEC ieviesa pasaulē pirmo minidatoru PDP-1 (Programmed Data Processor), datoru ar monitoru un tastatūru, kas kļuva par vienu no ievērojamākajām parādībām tirgū. Šis dators spēja veikt 100 000 operāciju sekundē. Pati iekārta aizņēma tikai 1,5 m 2 uz grīdas. PDP-1 kļuva par pasaulē pirmo spēļu platformu, pateicoties MIT studentam Stīvam Raselam, kurš tai uzrakstīja Zvaigžņu kara datora rotaļlietu!

1968. gadā Digital uzsāka pirmo minidatoru sērijveida ražošanu – tas bija PDP-8: to cena bija aptuveni 10 000 USD, un modelis bija ledusskapja lielumā. Šo konkrēto PDP-8 modeli varēja iegādāties laboratorijas, universitātes un mazie uzņēmumi.

Tā laika sadzīves datorus var raksturot šādi: arhitektonisko, ķēžu un funkcionālo risinājumu ziņā tie atbilda savam laikam, taču to iespējas bija ierobežotas ražošanas un elementu bāzes nepilnības dēļ. Populārākās mašīnas bija BESM sērija. Sērijveida ražošana, diezgan nenozīmīga, sākās ar datoru Ural-2 (1958), BESM-2, Minsk-1 un Ural-3 (visi - 1959) izlaišanu. 1960. gadā sāka ražot M-20 un Ural-4 sērijas. Maksimālā veiktspēja 1960. gada beigās bija “M-20” (4500 lampas, 35 tūkstoši pusvadītāju diožu, atmiņa ar 4096 šūnām) - 20 tūkstoši operāciju sekundē. Pirmie datori, kuru pamatā bija pusvadītāju elementi (“Razdan-2”, “Minsk-2”, “M-220” un “Dņepr”), vēl bija izstrādes stadijā.

Trešā paaudze - maza izmēra datori, kuru pamatā ir integrālās shēmas

50. un 60. gados montāža elektroniskās iekārtas bija darbietilpīgs process, ko palēnināja elektronisko shēmu pieaugošā sarežģītība. Piemēram, datora tipa CD1604 (1960, Control Data Corp.) bija aptuveni 100 tūkstoši diožu un 25 tūkstoši tranzistoru.

1959. gadā amerikāņi Džeks Sentklērs Kilbijs (Texas Instruments) un Roberts N. Noiss (Fairchild Semiconductor) neatkarīgi izgudroja integrālo shēmu (IC) – tūkstošiem tranzistoru kolekciju, kas novietotas uz vienas silīcija mikroshēmas mikroshēmas iekšpusē.

Datoru ražošana, izmantojot IC (tos vēlāk sauca par mikroshēmām), bija daudz lētāka nekā izmantojot tranzistorus. Pateicoties tam, daudzas organizācijas varēja iegādāties un izmantot šādas iekārtas. Un tas, savukārt, izraisīja pieprasījuma pieaugumu pēc vispārējas nozīmes datoriem, kas paredzēti, lai atrisinātu dažādi uzdevumi. Šajos gados datoru ražošana ieguva rūpniecisku mērogu.

Tajā pašā laikā parādījās pusvadītāju atmiņa, kas joprojām tiek izmantota personālajos datoros līdz šai dienai.

Ceturtā paaudze - personālie datori, kuru pamatā ir procesori

IBM PC priekšteči bija Apple II, Radio Shack TRS-80, Atari 400 un 800, Commodore 64 un Commodore PET.

Personālo datoru (PC) rašanās ir pamatoti saistīta ar Intel procesoriem. Korporācija tika dibināta 1968. gada jūnija vidū. Kopš tā laika Intel ir izaudzis par pasaulē lielāko mikroprocesoru ražotāju ar vairāk nekā 64 tūkstošiem darbinieku. Intel mērķis bija izveidot pusvadītāju atmiņu, un, lai izdzīvotu, uzņēmums sāka pieņemt trešo pušu pasūtījumus pusvadītāju ierīču izstrādei.

1971. gadā Intel saņēma pasūtījumu izstrādāt 12 mikroshēmu komplektu programmējamiem mikrokalkulatoriem, taču Intel inženieriem 12 specializētu mikroshēmu izveide šķita apgrūtinoša un neefektīva. Mikroshēmu diapazona samazināšanas problēma tika atrisināta, izveidojot pusvadītāju atmiņas “pāri” un izpildmehānismu, kas spēj darboties saskaņā ar tajā saglabātajām komandām. Tas bija izrāviens skaitļošanas filozofijā: universāla loģiskā vienība 4 bitu centrālā procesora bloka formā i4004, ko vēlāk sauca par pirmo mikroprocesoru. Tas bija 4 mikroshēmu komplekts, tostarp viena mikroshēma, kuru kontrolēja komandas, kas tika saglabātas pusvadītāju iekšējā atmiņā.

Kā komerciāla attīstība mikrodators (kā toreiz sauca mikroshēmu) parādījās tirgū 1971. gada 11. novembrī ar nosaukumu 4004: 4 biti, kas satur 2300 tranzistorus ar takts frekvenci 60 kHz, un 1972. gadā Intel izlaida 200 USD astoņu bitu mikroprocesors 8008, bet 1974. gadā - tā uzlabotā versija Intel-8080, kas līdz 70. gadu beigām kļuva par standartu mikrodatoru industrijā. Jau 1973. gadā Francijā parādījās pirmais dators, kas balstīts uz 8080 procesoru Micral. Dažādu iemeslu dēļ šis procesors Amerikā nebija veiksmīgs (Padomju Savienībā tas tika kopēts un ražots ilgu laiku sauc par 580VM80). Tajā pašā laikā inženieru grupa pameta Intel un izveidoja Zilog. Tā visievērojamākais produkts ir Z80, kuram ir paplašināts 8080 instrukciju komplekts un kas nodrošināja tā komerciālos panākumus mājsaimniecības ierīces, pārvalda ar vienu barošanas spriegumu 5V. Jo īpaši uz tā pamata tika izveidots dators ZX-Spectrum (dažreiz saukts tā radītāja vārdā - Sinclair), kas praktiski kļuva par 80. gadu vidus Home PC prototipu. 1981. gadā Intel izlaida 16 bitu procesorus 8086 un 8088 - 8086 analogus, izņemot ārējo 8 bitu datu kopni (toreiz visas perifērijas ierīces vēl bija 8 bitu).

Intel konkurents Apple II dators izcēlās ar to, ka tā nebija līdz galam gatava ierīce un tajā bija atstāta zināma brīvība modifikācijai tieši pašam lietotājam – bija iespējams uzstādīt papildus interfeisa plates, atmiņas plates utt. vai šī funkcija, ko vēlāk sāka saukt par "atvērto arhitektūru", kļuva par tās galveno priekšrocību. Apple II panākumus veicināja vēl divi jauninājumi, kas izstrādāti 1978. gadā. Lēta diskešu krātuve un pirmā komerciālā aprēķinu programma VisiCalc izklājlapa.

Dators Altair-8800, kas veidots uz Intel-8080 procesora, bija ļoti populārs 70. gados. Lai gan Altair iespējas bija visai ierobežotas – operatīvā atmiņa bija tikai 4 KB, trūka tastatūras un ekrāna, tā parādīšanās tika sagaidīta ar lielu entuziasmu. Tas tika laists tirgū 1975. gadā, un pirmajos mēnešos tika pārdoti vairāki tūkstoši mašīnas komplektu.

Šis MITS izstrādātais dators tika pārdots pa pastu kā detaļu komplekts pašmontēšanai. Viss montāžas komplekts maksāja 397 USD, savukārt Intel procesors vien tika pārdots par 360 USD.

Personālo datoru izplatība līdz 70. gadu beigām nedaudz samazināja pieprasījumu pēc lielajiem datoriem un minidatoriem - IBM 1979. gadā izlaida IBM datoru, kura pamatā ir procesors 8088. Programmatūra, kas pastāvēja 80. gadu sākumā, bija vērsta uz tekstapstrādi. un vienkārši elektroniski galdi, un pati ideja, ka “mikrodators” varētu kļūt par pazīstamu un nepieciešamu ierīci darbā un mājās, šķita neticama.

1981. gada 12. augustā IBM prezentēja personālo datoru (PC), kas apvienojumā ar Microsoft programmatūru kļuva par standartu visai personālo datoru parkam. mūsdienu pasaule. IBM PC modeļa cena ar vienkrāsainu displeju bija aptuveni 3000 USD, ar krāsu displeju – 6000 USD. IBM PC konfigurācija: Intel 8088 procesors ar frekvenci 4,77 MHz un 29 tūkstoši tranzistoru, 64 KB RAM, 1 disketes disks ar ietilpību 160 KB un parasts iebūvēts skaļrunis. Tobrīd lietojumprogrammu palaišana un darbs ar tām bija patiesas sāpes: cietā diska trūkuma dēļ bija nepārtraukti jāmaina disketes, nebija “peles”, nebija grafiskā loga lietotāja interfeisa, nebija precīzas atbilstības starp attēlu. uz ekrāna un gala rezultātu (WYSIWYG ). Krāsu grafika bija ārkārtīgi primitīva, nebija ne runas par trīsdimensiju animāciju vai fotogrāfiju apstrādi, taču ar šo modeli sākās personālo datoru attīstības vēsture.

1984. gadā IBM ieviesa vēl divus jaunus produktus. Vispirms tika izlaists mājas lietotājiem paredzēts modelis PCjr, kas balstīts uz 8088 procesoru, kas bija aprīkots ar, iespējams, pirmo bezvadu tastatūru, taču šis modelis tirgū neguva panākumus.

Otrs jaunais produkts ir IBM PC AT. Svarīgākā īpašība: migrācija uz augstāka līmeņa mikroprocesoriem (80286 ar 80287 digitālo kopprocesoru), vienlaikus saglabājot saderību ar iepriekšējiem modeļiem. Šis dators izrādījās standartu noteicējs daudzus gadus uz priekšu vairākos aspektos: tas bija pirmais, kas ieviesa 16 bitu paplašināšanas kopni (kas joprojām ir standarts līdz mūsdienām) un EGA grafikas adapterus ar izšķirtspēju 640x350. un 16 bitu krāsu dziļums.

1984. gadā tika izlaisti pirmie Macintosh datori ar grafisko interfeisu, peli un daudziem citiem lietotāja interfeisa atribūtiem, kas ir būtiski mūsdienu galddatoriem. Jaunais interfeiss neatstāja vienaldzīgus lietotājus, taču revolucionārais dators nebija savietojams ar iepriekšējām programmām vai aparatūras komponentiem. Un tā laika korporācijās WordPerfect un Lotus 1-2-3 jau bija kļuvuši par normāliem darba instrumentiem. Lietotāji jau ir pieraduši un pielāgojušies DOS rakstzīmju interfeisam. No viņu viedokļa Macintosh pat izskatījās kaut kā vieglprātīgs.

Piektā datoru paaudze (no 1985. gada līdz mūsdienām)

V paaudzes atšķirīgās iezīmes:

1. Jaunas ražošanas tehnoloģijas.
2. Tradicionālo programmēšanas valodu, piemēram, Cobol un Fortran, atteikums par labu valodām ar palielinātām iespējām manipulēt ar simboliem un loģiskās programmēšanas elementiem (Prolog un Lisp).
3. Uzsvars uz jaunām arhitektūrām (piemēram, datu plūsmas arhitektūra).
4. Jaunas lietotājam draudzīgas ievades/izvades metodes (piemēram, runas un attēlu atpazīšana, runas sintēze, dabiskās valodas ziņojumu apstrāde)
5. Mākslīgais intelekts (tas ir, problēmu risināšanas procesu automatizācija, secinājumu izdarīšana, manipulēšana ar zināšanām)

Tieši 80.-90. gadu mijā tika izveidota Windows-Intel alianse. Kad 1989. gada sākumā Intel izlaida 486 mikroprocesoru, datoru ražotāji negaidīja, kad IBM vai Compaq parādīs ceļu. Sākās sacīkstes, kurās pieteicās desmitiem uzņēmumu. Taču visi jaunie datori bija ārkārtīgi līdzīgi viens otram – tos vienoja saderība ar Windows un Intel procesoriem.

1989. gadā tika izlaists i486 procesors. Tam bija iebūvēts matemātikas kopprocesors, cauruļvads un iebūvēta L1 kešatmiņa.

Datoru izstrādes virzieni

Neirodatorus var klasificēt kā sestās paaudzes datorus. Neraugoties uz to, ka neironu tīklu reāla izmantošana sākās salīdzinoši nesen, neiroskaitļošana kā zinātnes joma šobrīd rit jau septītajā desmitgadē, un pirmais neirodators tika uzbūvēts 1958. gadā. Automašīnas izstrādātājs bija Frenks Rozenblats, kurš savam prāta bērnam deva vārdu Marks I.

Neironu tīklu teorija pirmo reizi tika izklāstīta McCulloch un Pitts darbā 1943. gadā: jebkuru aritmētisko vai loģisko funkciju var realizēt, izmantojot vienkāršu neironu tīklu. Interese par neiroskaitļošanu atdzima 80. gadu sākumā, un to veicināja jauns darbs ar daudzslāņu perceptroniem un paralēlo skaitļošanu.

Neirodatori ir personālie datori, kas sastāv no daudziem vienkāršiem skaitļošanas elementiem, ko sauc par neironiem, kas darbojas paralēli. Neironi veido tā sauktos neironu tīklus. Augsta neirodatoru veiktspēja tiek sasniegta tieši pateicoties milzīgs apjoms neironiem. Neirodatori ir veidoti uz bioloģiskiem principiem: nervu sistēma cilvēks sastāv no atsevišķām šūnām – neironiem, kuru skaits smadzenēs sasniedz 10 12, neskatoties uz to, ka neirona reakcijas laiks ir 3 ms. Katrs neirons dara pietiekami daudz vienkāršas funkcijas, bet, tā kā tas ir saistīts vidēji ar 1–10 tūkstošiem citu neironu, šāds kolektīvs veiksmīgi nodrošina cilvēka smadzeņu darbību.

Optoelektroniskajos datoros informācijas nesējs ir gaismas plūsma. Elektriskie signāli tiek pārvērsti optiskajos un otrādi. Optiskajam starojumam kā informācijas nesējam ir vairākas potenciālas priekšrocības salīdzinājumā ar elektriskajiem signāliem:

• Gaismas plūsmas, atšķirībā no elektriskām, var krustoties viena ar otru;
• Gaismas plūsmas var lokalizēt nanometru izmēru šķērsvirzienā un pārraidīt caur brīvo telpu;
• Gaismas plūsmu mijiedarbība ar nelineāriem medijiem tiek izplatīta visā vidē, kas dod jaunas brīvības pakāpes komunikācijas organizēšanā un paralēlu arhitektūru veidošanā.

Pašlaik tiek izstrādāti datori, kas pilnībā sastāv no optiskām informācijas apstrādes ierīcēm. Šodien šis virziens ir visinteresantākais.

Optiskajam datoram ir bezprecedenta veiktspēja un tas pilnīgi atšķiras no elektroniskais dators, arhitektūra: 1 pulksteņa ciklā, kas ilgst mazāk nekā 1 nanosekundi (tas atbilst pulksteņa frekvencei, kas ir lielāka par 1000 MHz), optiskais dators var apstrādāt datu masīvu aptuveni 1 megabaitu vai vairāk. Līdz šim atsevišķi optisko datoru komponenti jau ir izveidoti un optimizēti.

Klēpjdatora izmēra optiskais dators var dot lietotājam iespēju tajā ievietot gandrīz visu informāciju par pasauli, savukārt dators spēs atrisināt jebkuras sarežģītības problēmas.

Bioloģiskie datori ir parastie datori, kuru pamatā ir tikai DNS skaitļošana. Patiesi demonstratīvu darbu šajā jomā ir tik maz, ka par būtiskiem rezultātiem nav jārunā.

Molekulārie datori ir personālie datori, kuru darbības princips ir balstīts uz molekulu īpašību izmaiņu izmantošanu fotosintēzes procesā. Fotosintēzes procesā molekula iegūst dažādus stāvokļus, tāpēc zinātnieki katram stāvoklim var piešķirt tikai noteiktas loģiskās vērtības, tas ir, “0” vai “1”. Izmantojot noteiktas molekulas, zinātnieki noskaidrojuši, ka viņu fotocikls sastāv tikai no diviem stāvokļiem, kurus var “pārslēgt”, mainot vides skābju-bāzes līdzsvaru. Pēdējo ir ļoti viegli izdarīt, izmantojot elektrisko signālu. Mūsdienu tehnoloģijas jau ļauj izveidot veselas šādā veidā sakārtotas molekulu ķēdes. Tādējādi ir ļoti iespējams, ka molekulārie datori mūs gaida “tieši aiz stūra”.

Datoru izstrādes vēsture vēl nav beigusies, papildus veco pilnveidošanai tiek izstrādātas pilnīgi jaunas tehnoloģijas. Piemērs tam ir kvantu datori – ierīces, kas darbojas uz pamata kvantu mehānika. Pilna mēroga kvantu dators ir hipotētiska ierīce, kuras izveides iespēja ir saistīta ar nopietnu attīstību kvantu teorija daudzu daļiņu un sarežģītu eksperimentu jomā; šis darbs ir mūsdienu fizikas līderi. Eksperimentālie kvantu datori jau pastāv; kvantu datoru elementus var izmantot, lai palielinātu esošo instrumentu aprēķinu efektivitāti.