Povijest razvoja računala: glavne prekretnice. Razvoj automatiziranog informacijskog sustava za upravljanje dokumentima zdravstvene ustanove

U zoru računalnih strojeva vjerovalo se da je njihova glavna svrha računalstvo. Pokušaji stvaranja računala napravljeni su u antičko doba. Tako je, na primjer, veliki znanstvenik Leonardo da Vinci (1452-1519) nacrtao skice stroja za zbrajanje na zupčanicima. Stručnjaci iz tvrtke IBM stvorili su takav stroj iz skica i bili su uvjereni u njegovu učinkovitost.
Godine 1641.-1642. Devetnaestogodišnji Blaise Pascal (1623-1662), tada malo poznati francuski znanstvenik, stvara računalo koje radi. Stroj je mogao zbrajati i oduzimati decimalne brojeve.
Godine 1673. drugi veliki Europljanin, njemački znanstvenik V.G. Leibniz (1646-1716), stvorio je računski stroj za zbrajanje i množenje dvanaesteroznamenkastih decimalnih brojeva. Dodao je stepenasti valjak na zupčanike, omogućujući množenje i dijeljenje.

Prva generacija računala Pojava elektroničke vakuumske cijevi omogućila je provedbu ideje o stvaranju računala. Pojavio se 1946. u SAD-u za rješavanje problema i dobio je naziv ENIAK (Electronic Numerical Integrator and Calculator, u prijevodu "elektronički numerički integrator i kalkulator"). Od njega je počelo odbrojavanje puta kojim je započeo razvoj računala. Računalo ENIAC imalo je 20 tisuća elektroničkih cijevi, od kojih se mjesečno mijenjalo 2000. U jednoj sekundi stroj je izvršio 300 operacija množenja ili 5000 zbrajanja višeznamenkastih brojeva.
Prvo domaće računalo nastalo je 1951. godine pod vodstvom akademika S. A. Lebedeva, a zvalo se MESM (mali elektronički računski stroj). Tada se puštaju u rad BESM-1 i BESM-2 (veliki elektronički računski stroj). Najmoćnije računalo 50-ih godina u Europi bilo je sovjetsko računalo M-20 sa brzinom od 20 tisuća op / s, volumen RAM-a je 4000 strojnih riječi. Računala prve generacije uspješno su korištena za rješavanje znanstvenih i tehničkih problema, posebice u području svemirskih istraživanja.


Elektroničko računalo BESM-1

Računalo druge generacije Šezdesetih godina 20. stoljeća izumljen je tranzistor koji je zamijenio vakuumske cijevi. To je omogućilo promjenu elektroničke baze računala na poluvodičke elemente (tranzistori, diode), kao i otpornike i kondenzatore naprednijeg dizajna. Jedan tranzistor zamijenio je 40 elektroničkih cijevi, radio je većom brzinom, bio je jeftiniji i pouzdaniji. Njegov prosječni životni vijek bio je 1000 puta duži od vakumskih cijevi. Promijenila se i tehnologija povezivanja baze elemenata. Pojavile su se prve tiskane ploče od izolacijskog materijala, poput getinaxa, na koje je posebna tehnologija fotomontaže omogućila nanošenje vodljivog materijala. Za pričvršćivanje baze elemenata na njima su bile posebne utičnice. Takva formalna zamjena jedne vrste elemenata drugom bitno je utjecala na sve karakteristike računala: dimenzije, pouzdanost, produktivnost, uvjete rada, stil programiranja i rada na stroju itd. Tehnološki proces proizvodnje računala se promijenio. Druga generacija uključuje računala Minsk-22, Minsk-32, BESM-6, CDC6600. Performanse: do 1 milijun operacija u sekundi.


Elektronsko računalo BESM-6

Računalo treće generacije 70-ih godina 20. stoljeća pojavljuju se integrirani sklopovi. Takvi sklopovi mogu sadržavati desetke, stotine ili tisuće tranzistora i drugih elemenata koji su fizički neodvojivi. Prvo računalo bazirano na integriranim krugovima bilo je IBM-360 IBM-a (International Business Machine). Postavio je temelje za veliku seriju modela, čiji je naziv počeo s IBM, a nakon toga slijedio je broj. Slična računala počela su se proizvoditi iu zemljama CMEA (Vijeće za međusobnu ekonomsku pomoć).Proizvedene su dvije obitelji računala:

veliki - ES EVM (jedinstveni sustav), na primjer, EU - 1022, EU - 1035, EU - 1065;

mali - SM računalo (sustav malih), na primjer SM - 2, SM - 3, SM - 4. Produktivnost: stotine tisuća - milijuni operacija u sekundi. Količina memorije se povećala. Magnetski bubanj postupno se zamjenjuje magnetskim diskovima, izrađenim u obliku samostalnih paketa. Pojavili su se displeji, crtači.


Elektroničko računalo IBM-360

Četvrta generacija računala Ovo razdoblje karakteriziraju sve vrste inovacija koje dovode do značajnih promjena. Međutim, do sada nije došlo do kardinalnih, revolucionarnih promjena koje bi dopuštale govoriti o smjeni računalnih generacija. Posebno treba istaknuti jednu od najvažnijih ideja: nekoliko procesora se istovremeno koristi za obradu informacija (višeprocesorska obrada). Nove tehnologije za stvaranje integriranih sklopova omogućile su razvoj računala četvrte generacije kasnih 70-ih - ranih 80-ih na bazi velikih integriranih sklopova (LSI), čiji je stupanj integracije deseci i stotine tisuća elemenata na jednom kristalu. Najveći pomak u elektroničkom računalstvu, povezan s korištenjem LSI-a, bio je stvaranje mikroprocesora. Prvi mikroprocesor napravio je Intel 1971. godine. Na jednom kristalu bilo je moguće formirati procesor s minimalnim sastavom opreme, koji sadrži 2250 tranzistora. Jedan od najvažnijih događaja u povijesti računalstva vezan je uz pojavu mikroprocesora – stvaranje i korištenje osobnih računala, što je čak utjecalo i na terminologiju. Naziv računala sada je zamijenjen poznatom riječju za sve – računalo. Apple Computer je 1977. godine pokrenuo proizvodnju osobnih računala Apple (od engleskog Apple).Ova vrsta računala temeljila se na principu stvaranja "prijateljskog" okruženja za osobu na računalni softver, jedan od glavnih zahtjeva je postati korisničko iskustvo. Računalo se okrenulo prema čovjeku. Njegovo daljnje poboljšanje vodilo je računa o praktičnosti korisnika.


Apple osobno računalo
Ako je ranije, tijekom rada računala, implementiran princip centralizirane obrade informacija, kada su korisnici bili koncentrirani oko jednog računala, onda je s pojavom osobnih računala došlo do obrnutog kretanja - decentralizacije, kada jedan korisnik može raditi s više računala. Godine 1984. IBM je razvio osobno računalo bazirano na mikroprocesoru Intel 80286 s sabirnicom industrijske standardne arhitekture (ISA). Od tada je počela žestoka konkurencija između nekoliko korporacija za proizvodnju osobnih računala. Utrka u pronalaženju sve savršenijih tehničkih karakteristika svih računalnih uređaja traje do danas. Svake godine potrebna je temeljna izmjena postojećeg modela. Zajednička značajka obitelji IBM PC je softverska kompatibilnost odozdo prema gore i princip otvorene arhitekture, koji pruža mogućnost dopune postojećeg hardvera bez zamjene starog ili modificiranja bez zamjene cijelog računala. Suvremena računala nadmašuju računala prethodnih generacija po kompaktnosti, velikim mogućnostima i pristupačnosti za različite kategorije korisnika. Računala četvrte generacije razvijaju se u dva smjera. Prvi smjer je stvaranje višeprocesorskih računalnih sustava. Drugi je stvaranje jeftinih osobnih računala, kako stolnih tako i prijenosnih, a na njihovoj osnovi - računalnih mreža.

Kada su se pojavila prva računala? Na ovo pitanje nije tako lako odgovoriti, jer ne postoji jedinstvena točna klasifikacija elektroničkih računala, kao ni formulacije što im se može pripisati, a što ne.

Prvo spominjanje

Sama riječ "računalo" prvi put je dokumentirana 1613. godine i značila je osobu koja izvodi izračune. Ali u 19. stoljeću ljudi su shvatili da se stroj nikada ne umori od rada, te da može raditi puno brže i točnije.

Za početak odbrojavanja ere računala najčešće se uzima 1822. godina. Prvo računalo izumio je engleski matematičar Charles Babbage. On je osmislio koncept i nastavio s izgradnjom diferencijalnog motora, koji se smatra prvim automatskim uređajem za računanje. Bila je u stanju izbrojati više skupova brojeva i ispisati rezultate. Ali, nažalost, zbog problema s financiranjem, Babbage nikada nije uspio dovršiti svoju punu verziju.

Ali matematičar nije odustajao, te je 1837. uveo prvo mehaničko računalo, nazvano analitički stroj. Bilo je to prvo računalo opće namjene. Istovremeno je započela i njegova suradnja s Adom Lovelace. Prevela je i dopunila njegova djela, a izradila je i prve programe za njegov izum.

Analitički stroj se sastojao od sljedećih dijelova: aritmetičko-logičke jedinice, integrirane memorijske jedinice i uređaja za praćenje kretanja podataka. Zbog financijskih poteškoća također nije dovršen za života znanstvenika. No Babbageovi sklopovi i dizajn pomogli su drugim znanstvenicima koji su izgradili prva računala.

Gotovo 100 godina kasnije

Začudo, čitavo stoljeće računalni strojevi jedva da su napredovali u svom razvoju. 1936-1938 njemački znanstvenik Konrad Zuse stvorio je Z1, prvo elektromehaničko programabilno binarno računalo. Zatim je 1936. Alan Turing napravio Turingov stroj.

Postao je temelj za daljnje teorije o računalima. Stroj je oponašao radnje osobe koja slijedi popis logičkih uputa i ispisao rezultat rada na papirnatu traku. Zuse i Turing uređaji su prva računala u modernom smislu, bez kojih se ne bi pojavila računala na koja smo danas navikli.

Sve za prednju stranu

Drugi svjetski rat također je utjecao na razvoj računala. U prosincu 1943. Tommy Flowers je predstavio tajni stroj nazvan Collos, koji je pomogao britanskim agentima da razbiju šifre njemačkih poruka. Bilo je to prvo potpuno električno programabilno računalo. Šira je javnost za njegovo postojanje saznala tek 70-ih godina. Od tada su računala privukla pozornost ne samo znanstvenika, već i ministarstava obrane koja su aktivno podržavala i financirala njihov razvoj.

Mnogo je kontroverzi o tome koje digitalno računalo prvo računati. Godine 1937.-1942., profesor John Vincent Atanasov sa Sveučilišta Iowa i Cliff Berry (diplomski student) razvili su svoje računalo ABC. A 1943-1946 J. Presper Eckert i D. Mauchly, znanstvenici sa Sveučilišta Pennsylvania, izgradili su najmoćniji ENIAC težak 50 tona. Tako su Atanasov i Berry svoj stroj stvarali i prije, ali kako nikada nije bio potpuno funkcionalan, ENIAC često dobiva titulu "prvog računala".

Prvi komercijalni uzorci

Zbog svojih ogromnih dimenzija i složenosti dizajna, računala su bila dostupna samo vojnim katedrama i velikim sveučilištima koja su ih sama sastavljala. Ali već 1942. K. Zuse je počeo raditi na četvrtoj verziji svoje zamisli - Z4, a u srpnju 1950. prodao ju je švedskom matematičaru Eduardu Stieffelu.

A prva računala, koja su se počela proizvoditi u velikim količinama, su modeli lakonskog naziva 701, koje je proizveo IBM 7. travnja 1953. godine. Prodano je ukupno 19701 jedinica. Naravno, to su još uvijek bili strojevi namijenjeni samo velikim ustanovama. Kako bi postali stvarno masivni, trebalo im je još nekoliko važnih poboljšanja.

Tako je 1955. godine, 8. ožujka, lansiran "Vihor" - računalo koje je prvotno zamišljeno tijekom Drugog svjetskog rata kao simulator za pilote, ali je u vrijeme nastanka stiglo na vrijeme početkom Hladnog rata . Tada je postao temelj za razvoj SAGE, podsustava protuzračne obrane dizajniranog za automatsko gađanje zrakoplova presretača. Ključne značajke "Vortexa" su dostupnost 512 bajtova RAM-a i prikaz grafičkih informacija na ekranu u stvarnom vremenu.

Tehnika za mase

Računalo TX-O, predstavljeno 1956. na Massachusetts Institute of Technology, prvo je koristilo tranzistore. To je omogućilo značajno smanjenje troškova i dimenzija opreme.

Tada je tim znanstvenika koji je razvio TX-O napustio institut, osnovao Digital Equipment Corporation i 1960. godine predstavio računalo PDP-1, koje je započelo eru miniračunala. Nisu bile više od jedne sobe ili čak ormara, a bile su namijenjene širem krugu klijenata.

Pa, prva stolna računala počeo je proizvoditi Hewlett Packard 1968. godine.

Pojavili su se nakon Drugog svjetskog rata, kada su otkrića matematičara i drugih znanstvenika omogućila implementaciju novog načina čitanja informacija. I premda se danas ovi strojevi čine čudnim artefaktima, upravo su oni postali rodonačelniki modernih računala poznatih prosječnom čovjeku.

Manchester "Mark I" i EDSAC

Prvo računalo u modernom smislu riječi bio je uređaj Mark I, nastao 1949. godine. Njegova jedinstvenost bila je u činjenici da je bio potpuno elektronički, a program je bio pohranjen u njegovu RAM-u. Ovo postignuće britanskih stručnjaka bio je veliki iskorak u stoljetnoj povijesti razvoja računala. Manchester Mark I uključivao je Williamsove lule i magnetske bubnjeve, koji su služili kao skladište informacija.

Danas, mnogo godina kasnije, povijest stvaranja prvog računala je kontroverzna. Pitanje koji se stroj može nazvati prvim računalom ostaje kontroverzno. Manchester Mark I ostaje najpopularnija verzija, iako ima i drugih kandidata. Jedan od njih je EDSAC. Bez ovog stroja povijest nastanka računala kao izuma bila bi sasvim drugačija. Ako se "Mark" pojavio u Manchesteru, onda su EDSAC stvorili znanstvenici sa Sveučilišta Cambridge. Ovo računalo ušlo je u upotrebu u svibnju 1949. godine. Tada je na njemu izvršen prvi program koji je kvadratirao brojeve od 0 do 99.

Z4

Manchester Mark I i EDSAC bili su posvećeni određenim programima. Sljedeći korak u evoluciji računalstva bio je Z4. Posljednje, ali ne i najmanje važno, uređaj se odlikovao dramatičnom poviješću stvaranja. Računalo je izradio njemački inženjer Konrad Zuse. Radovi na projektu započeli su u završnoj fazi, što je uvelike usporilo razvoj. Zuseov laboratorij je uništen tijekom neprijateljskog zračnog napada. Zajedno s njom izgubljena je sva oprema i preliminarni rezultati dugogodišnjeg rada.

Ipak, talentirani inženjer nije odustao. Proizvodnja je nastavljena nakon nastupa mira. 1950. godine projekt je konačno dovršen. Povijest njegovog stvaranja pokazala se dugom i trnovitom. Računalo se odmah zainteresiralo u Švicarskoj višoj tehničkoj školi. Kupila je auto. Z4 je s razlogom zainteresirao stručnjake. Računalo je imalo univerzalno programiranje, odnosno bilo je to prvi višenamjenski uređaj ove vrste.

Iste 1950. godine, povijest stvaranja računala u SSSR-u obilježila je jednako važan događaj. Na Kijevskom institutu za elektrotehniku ​​stvoren je MESM - mali elektronički računski stroj. Na projektu je radila skupina sovjetskih znanstvenika pod vodstvom akademika Sergeja Lebedeva.

Uređaj ovog stroja uključivao je šest tisuća električnih svjetiljki. Velika snaga omogućila je preuzimanje zadataka koji su prije bili nezapamćeni za sovjetsku tehnologiju. Uređaj je mogao izvesti oko tri tisuće operacija u sekundi.

Komercijalni modeli

U prvoj fazi razvoja računala, stručnjaci sa sveučilišta ili drugih državnih agencija bili su angažirani u njihovom razvoju. Godine 1951. pojavio se model LEO I, nastao zahvaljujući ulaganjima britanske privatne tvrtke Lyons and Company, koja je posjedovala restorane i trgovine. Pojavom ovog uređaja, povijest stvaranja računala dosegla je još jednu važnu prekretnicu. LEO I je bio prvi koji je korišten za komercijalnu obradu podataka. Njegov dizajn bio je sličan onom konceptualnog prethodnika EDSAC.

Prvo američko komercijalno računalo bilo je UNIVAC I. Pojavilo se iste 1951. godine. Ukupno je prodano četrdeset i šest ovih modela, a svaki je koštao milijun dolara. Jedan od njih korišten je u popisu stanovništva SAD-a. Uređaj se sastojao od više od pet tisuća vakuumskih cijevi. Kao prijenosnik informacija korištene su linije za kašnjenje od žive. Jedan od njih mogao je pohraniti do tisuću riječi. Prilikom razvoja UNIVAC-a I odlučeno je napustiti bušene kartice i prijeći na metaliziranu magnetsku vrpcu. Uz njegovu pomoć, uređaj bi se mogao povezati s komercijalnim sustavima za pohranu podataka.

"Strijela"

U međuvremenu, sovjetska elektronika imala je svoju povijest stvaranja. Računalo Strela, koje se pojavilo 1953. godine, postalo je prvi takav serijski uređaj u SSSR-u. Novost je proizvedena na bazi moskovske tvornice računskih i analitičkih strojeva. Za tri godine proizvodnje izrađeno je osam uzoraka. Ovi jedinstveni strojevi instalirani su na Akademiji znanosti, Moskovskom državnom sveučilištu i projektantskim uredima smještenim u zatvorenim gradovima.

"Strijela" je mogla izvesti 2-3 tisuće operacija u sekundi. Za domaću opremu to su bile rekordne brojke. Podaci su pohranjeni na magnetsku vrpcu koja je sadržavala do 200.000 riječi. Programeri uređaja nagrađeni su glavnim dizajnerom Yuri Bazilevsky i također su postali Heroj socijalističkog rada.

Računalo druge generacije

Davne 1947. godine izumljeni su tranzistori. U kasnim 50-ima. zamijenili su energetski troše i lomljive svjetiljke. Pojavom tranzistora u računalima započela je nova povijest stvaranja. Računala koja su dobila te nove dijelove kasnije su prepoznata kao modeli druge generacije. Glavna inovacija bila je da su tiskane ploče i tranzistori omogućili značajno smanjenje veličine računala, što ih je učinilo mnogo praktičnijim i praktičnijim.

Dok su računala nekada zauzimala cijele prostorije, sada su se smanjila na proporcije uredskih stolova. To je, na primjer, bio model IBM 650. Ali ni tranzistori nisu riješili još jedan važan problem. Računala su još uvijek bila iznimno skupa, što je značilo da su se izrađivala samo po narudžbi za sveučilišta, velike korporacije ili vlade.

Daljnji razvoj računala

Integrirani sklopovi izumljeni su 1959. godine. Obilježili su početak treće generacije računala. 1960-ih godina postao prekretnica za računala. Njihova proizvodnja i prodaja značajno su porasli. Novi dijelovi su uređaje učinili jeftinijim i pristupačnijim, iako još uvijek nisu bili osobni. Većinu tih računala kupile su tvrtke.

Intelovi programeri su 1971. godine izbacili na tržište prvi mikroprocesor na kojem su se pojavila računala četvrte generacije. Mikroprocesi su riješili nekoliko važnih problema, do sada skrivenih u uređaju svakog računala. Jedan takav detalj izvodio je sve logičke i aritmetičke operacije koje su napisane pomoću strojnog koda. Prije ovog otkrića, ova funkcija je ležala na mnogim malim elementima. Pojava jednog univerzalnog dijela bila je nagovještaj razvoja malih kućnih računala.

Osobna računala

Godine 1977. Apple, koji je osnovao Steve Jobs, svijetu je predstavio Apple II. Njegova temeljna razlika u odnosu na bilo koja druga prijašnja računala bila je u tome što je uređaj mlade kalifornijske tvrtke bio namijenjen prodaji običnim građanima. Bio je to iskorak koji se donedavno činio nečuvenim. Tako je započela povijest stvaranja osobnih računala računalne generacije. Novost je bila tražena sve do 90-ih. U tom razdoblju prodano je oko sedam milijuna uređaja, što je bio apsolutni rekord za ono vrijeme.

Naredni Apple modeli dobili su jedinstveno grafičko sučelje, tipkovnicu poznatu suvremenim korisnicima i mnoge druge inovacije. Svejedno je računalni miš učinio malo popularnim. 1984. predstavio je svoj najuspješniji Macintosh model, koji je postavio temelje za cijelu liniju koja postoji i danas. Mnoga otkrića Appleovih inženjera i programera postala su osnova za današnja osobna računala, uključujući i ona koja su stvorili drugi proizvođači.

Domaći razvoj

Zbog činjenice da su se sva revolucionarna otkrića vezana uz računala dogodila na Zapadu, povijest stvaranja računala u Rusiji i SSSR-u ostala je u sjeni stranih uspjeha. Tome je pridonijela i činjenica da je razvoj takvih strojeva kontrolirala država, dok je u Europi i SAD-u inicijativa postupno prešla u ruke privatnih tvrtki.

1964. godine pojavila su se prva sovjetska poluvodička računala "Sneg" i "Vesna". Sedamdesetih godina prošlog stoljeća. Računala Elbrus korištena su u obrambenoj industriji. Korišteni su u sustavu proturaketne obrane i nuklearnim centrima.