1. Prima generație de calculatoare
Prima generație de calculatoare a văzut lumina zilei în 1942, când a fost creat primul computer digital electronic. Această invenție aparține fizicianului american Atanasov.
În 1943, englezul Alan Turing dezvoltă Colossus, un computer secret conceput pentru a descifra mesajele interceptate de la trupele germane. Aceste computere funcționau pe lămpi și aveau aproximativ dimensiunea unei camere.
În 1945, matematicianul John von Neumann a demonstrat că un computer poate efectua eficient orice calcul folosind un program adecvat de control fără a schimba hardware-ul. Acest principiu a devenit regula de bază pentru generațiile viitoare de calculatoare digitale de mare viteză.
2. A doua generație de calculatoare
În 1947, inginerii John Bardeen și Walter Brattain au inventat tranzistorul. Au prins rapid rădăcini în ingineria radio și au înlocuit tubul de vid incomod și mare. În anii 60. secolul XX tranzistorii au devenit o bază elementară pentru calculatoarele de a doua generație. Eficiența mașinilor a început să atingă sute de mii de operații pe secundă.Volumul memoriei interne a crescut de sute de ori în comparație cu calculatoarele din prima generație. Au început să se dezvolte în mod activ limbaje de programare de nivel înalt: Fortran, Algol, Cobol.
3. A treia generație de calculatoare
Trecerea la a treia generație este asociată cu schimbări semnificative în arhitectura computerelor. Mașinile lucrau deja pe circuite integrate. Mai multe programe pot fi executate pe un singur computer. Viteza multor mașini a atins câteva milioane de operații pe secundă. Au început să apară discuri magnetice, dispozitivele de intrare-ieșire au fost utilizate pe scară largă.
4. A patra generație de calculatoare.
Un alt eveniment revoluționar în electronică a avut loc în 1971, când compania americană Intel a anunțat crearea unui microprocesor. Prin conectarea microprocesoarelor cu dispozitive de intrare-ieșire, memorie externă, am obținut un nou tip de computer - microcomputer, calculatoare de generația a 4-a. Aceste computere erau mici, ieftine, folosind un afișaj grafic color, manipulatoare și o tastatură.
În 1976, a fost creat primul computer personal, Apple II. Primul computer personal casnic - Agat (1985). Din 1980, compania americană IBM a devenit trendsetter pe piața calculatoarelor. În 1981, a lansat primul ei computer personal, PC-ul, și a format o altă linie în dezvoltarea computerului de generația a 4-a - supercomputerul. De la mașini domestice la supercalculatoare aparțineau computerelor „Elbrus”.
Calculatoarele din generația a cincea sunt mașini ale viitorului apropiat. Principala lor calitate ar trebui să fie un nivel intelectual ridicat. În aparatele de generația a cincea, vor fi posibile introducerea vocală, comunicarea vocală, viziunea automată și atingerea. S-au făcut deja multe în această direcție.
Este pur și simplu imposibil să ne imaginăm viața modernă fără un computer astăzi. Cu doar 10-12 ani în urmă, nu toată lumea își permitea „miracolul” electronicelor moderne. Vom urmări evoluția evolutivă a computerelor personale, precum și vom schița etapele cheie ale tranziției PC-ului de la categoria „cine își poate permite” la categoria „disponibil public”. În dezvoltarea istorică a tehnologiei computerelor, sunt remarcate doar opt nume de persoane care au adus cea mai mare contribuție la principalele etape evolutive ale producției de PC-uri. Timp de câteva decenii, electronica nu numai că a depășit-o, ci a înlocuit-o în mare măsură pe mecanică. Nu doar pași evolutivi, ci și revoluționari au fost făcuți pentru a face societatea atât de „dependentă” de computere în mai puțin de un secol.
În loc de prefață
Poate că este pur și simplu imposibil să ne imaginăm viața modernă fără un computer astăzi. Și în urmă cu doar o duzină de ani, nu toată lumea își permitea „miracolul” electronicii moderne. Îmi amintesc cum a trebuit să stau în bibliotecă peste cărți, rescriind notele necesare. Și aceste rezumate scrise de mână înfiorătoare, calusul de pe degetul mijlociu al mâinii drepte...
Spre deosebire de computerul german, unde releele erau baza, la ENIAC majoritatea elementelor erau tuburi vidate. Era un monstru adevărat, în valoare de aproape 500 de mii de dolari, ocupând o încăpere întreagă. Dispozitivul cântărea 27 de tone, numărul total de componente: aproximativ 17,5 mii de lămpi de diferite tipuri, 7,2 mii de diode de siliciu, 1,5 mii de relee, 70 de mii de rezistențe și 10 mii de condensatoare. Mașina necesita o sursă de alimentare de 174 kW. Puterea de calcul - 357 de operații de înmulțire sau 5 mii de operații de adunare pe secundă. Bazele calculului - sistem de numere zecimale. Computerul a lucrat cu ușurință cu numere lungi de 20 de cifre.
În ciuda superiorității sale computaționale, ENIAC a avut o mulțime de dezavantaje. De exemplu, dacă cel puțin o lampă s-a ars, întregul computer era complet defect. Procesul de programare a calculatorului a fost de asemenea lung: rezolvarea problemei a durat câteva minute, în timp ce introducerea datelor putea dura câteva zile.
ENIAC nu a primit o distribuție largă, dispozitivul a fost produs într-un singur exemplar și nu a fost folosit nicăieri în viitor. Dar unele dintre principiile care s-au bazat atunci când au fost concepute de ENIAC s-au reflectat ulterior în modele mai avansate de tehnologie de calcul electronic.
„Fabricat în URSS”
În 1951, pe teritoriul RSS Ucrainei a fost creată o mică mașină electronică de calcul, MESM. Avea 6 mii de tuburi electronice, abia încăpea în aripa stângă a căminului din fostul sat mănăstiresc Feofaniya (la 10 km de Kiev). MESM a fost creat în laboratorul de tehnologie informatică al Institutului de Inginerie Electrică al Academiei de Științe a RSS Ucrainei sub conducerea Academicianului S.A. Lebedev.
Gândurile despre crearea unui computer pentru superputeri au apărut în Lebedev încă din anii 30, când tânărul om de știință era angajat în cercetări privind stabilitatea sistemelor de putere. Dar războaiele izbucnite în anii '40 au forțat să abandoneze toate întreprinderile pentru o perioadă.
În 1948, Lebedev, împreună cu un grup de ingineri, s-a mutat la Feofania (unul dintre departamentele IE al Academiei de Științe a RSS Ucrainei) și a început o muncă de trei ani privind implementarea unui proiect secret pentru a crea primul computer casnic.
„Mașina ocupa o cameră de 60 de metri pătrați. MESM a funcționat cu o viteză fără precedent pentru acele vremuri - 3 mii de operații pe minut (calculatoarele moderne produc milioane de operații pe secundă) și putea efectua operații de scădere, adunare, înmulțire, împărțire, deplasări, comparație cu privire la semn, comparație în absolut. valoare, transfer de control, transfer de numere dintr-un tambur magnetic, adăugare de comenzi. Puterea totală a tuburilor electronice este de 25 kW.”
După o serie de teste, S.A. Lebedev a dovedit că mașina lui este „mai inteligentă decât un bărbat”. Au urmat o serie de demonstrații publice și încheierea comisiei de experți privind punerea în funcțiune a MESM (decembrie 1951).
MESM a fost practic singurul computer din țară care a rezolvat diverse probleme științifice și tehnice din domeniul proceselor termonucleare, al zborurilor spațiale și al tehnologiei rachetelor, al liniilor electrice de lungă distanță, al mecanicii și al controlului statistic al calității. Una dintre cele mai importante sarcini rezolvate la MESM a fost calculele de stabilitate pentru funcționarea în paralel a unităților hidrocentralei Kuibyshev, determinate de un sistem de ecuații diferențiale neliniare de ordinul doi. A fost necesar să se determine condițiile în care puterea maximă posibilă poate fi transmisă la Moscova fără a perturba stabilitatea sistemului. În legătură cu dezvoltarea rapidă a tehnologiei cu reacție și rachete, mașina a fost însărcinată cu calcularea balisticii externe de complexitate variabilă, variind de la calcule multivariate relativ simple ale traiectoriilor care trec în atmosfera terestră cu o diferență de înălțime nesemnificativă până la obiecte foarte complexe asociate cu zborul. a obiectelor din afara atmosferei terestre...
MESM a fost folosit în multe proiecte de cercetare până în 1957, după care mașina a fost demontată și demontată. Echipamentul a fost livrat Institutului Politehnic din Kiev pentru lucrări de laborator.
Primele computere cu capacitate de stocare
După cum am menționat mai devreme, unele dintre cele mai vechi sisteme de calcul electronice au devenit prototipuri pentru dispozitive computerizate mai avansate. Sarcina principală a dezvoltatorilor de noi computere a fost asociată cu dotarea mașinilor cu capacitatea de a stoca datele procesate și primite în memoria electronică.
Una dintre aceste mașini se numește The Manchester Baby. În 1948, la Universitatea din Manchester (Marea Britanie), a fost dezvoltat, iar un an mai târziu pus în funcțiune, un dispozitiv de calcul electronic capabil să stocheze date în memoria internă cu acces aleatoriu. Manchester Mark 1 a fost o versiune îmbunătățită a computerului lui Neumann.
Dispozitivul nu numai că putea citi informații de pe benzi perforate, dar avea și capacitatea de a introduce / scoate date dintr-un tambur magnetic chiar în timpul programului. Sistemul de „memorie” a fost un lanț de tuburi catodice ale lui Williams (patentat în 1946).
„Copilul Manchester” avea dimensiuni absolut „deloc copilărești”: 17 m lungime. Sistemul a fost reprezentat de 75 de mii de tuburi electronice, 3 mii de relee mecanice, 4 tuburi Williams (memorie computer 96 de cuvinte pe 40 de biți), un tambur magnetic (1024-4096 de cuvinte pe 40 de biți), un procesor cu 30 de instrucțiuni și un sistem de baterii. . Pentru cele mai simple operații matematice, mașina a durat de la 3 la 12 secunde.
În 1951, „Copilul” a fost eliminat, iar un computer comercial cu drepturi depline Ferranti Mark 1 „a urcat” în locul său.
Cam în aceeași perioadă, la Cambridge (Marea Britanie), un grup de ingineri condus de Maurice Wilkes creează un computer cu un program stocat în memorie - EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer). Acest dispozitiv devine primul dispozitiv de calcul electronic utilizat pe scară largă cu capacități de memorie internă.
În computer au fost folosite aproape 3 mii de tuburi cu vid. Memoria principală a computerului - 1024 celule de memorie: 32 de linii de întârziere cu ultrasunete de mercur (RULZ), fiecare dintre acestea stocând 32 de cuvinte, câte 17 biți fiecare, inclusiv bitul de semn. A fost posibilă includerea unor linii de întârziere suplimentare, ceea ce a făcut posibilă lucrul cu cuvinte din 35 de cifre binare. Calculele au fost efectuate într-un sistem binar cu o viteză de 100 până la 15 mii de operații pe secundă. Consum de energie - 12 kW, suprafata - 20 de metri patrati.
În 1953, sub conducerea lui Wilkes și Renwick, au început lucrările la cel de-al doilea model de computer, EDSAC-2. Elementele de pe miezuri de ferită cu o capacitate totală de 1024 de cuvinte au fost deja folosite ca RAM (memorie cu acces aleatoriu). Noua mașină are un ROM (memorie numai pentru citire) - mai întâi pe o diodă, apoi pe o matrice de ferită. Dar principala inovație a fost utilizarea controlului microprogramelor: unele dintre instrucțiuni puteau fi compuse dintr-un set de micro-opțiuni; microprogramele au fost înregistrate în memoria permanentă. Acest computer a fost folosit până în 1965.
Povestea „tranzistorului”.
Începutul erei computerelor „pe viață” este asociat cu același IBM. După o schimbare de conducere în 1956, compania a schimbat și vectorul de producție. În 1957, IBM a introdus limbajul FORTRAN ("FORmula TRANslation"), care a fost folosit pentru calculul științific. În 1959 au apărut primele calculatoare IBM pe tranzistoare, atingând un asemenea nivel de fiabilitate și viteză, încât au început să fie folosite de armată în sistemele de avertizare timpurie pentru apărarea aeriană. În 1964, a fost introdusă întreaga familie IBM System / 360. Au devenit: prima familie proiectată de calculatoare, primele computere de uz general, primele computere cu memorie adresabilă pe octeți (aceasta nu termină lista de primație). Computerele IBM System z compatibile cu sistemul / 360 sunt încă în producție, acesta este un record absolut pentru compatibilitate.
Dezvoltarea evolutivă a tehnologiei informatice a prevăzut: o reducere a dimensiunii, o tranziție la componente mai avansate, o creștere a puterii de calcul, o creștere a memoriei RAM și a memoriei numai în citire, posibilitatea utilizării pe scară largă în diverse industrii, precum și posibilitatea de personalizare a unui computer.
În anii 50-60 ai secolului XX, calculatoarele cu tranzistori au venit să înlocuiască calculatoarele cu tuburi. Diodele și tranzistoarele semiconductoare sunt folosite ca element principal, nucleele magnetice și tamburele magnetice (strămoșii îndepărtați ai hard disk-urilor moderne) sunt folosite ca dispozitive de memorie. A doua diferență între aceste computere: a apărut posibilitatea de programare în limbaje algoritmice. Au fost dezvoltate primele limbaje de nivel înalt (Fortran, Algol, Cobol). Aceste două îmbunătățiri importante au făcut scrierea programelor de calculator mult mai ușoară și mai rapidă. Programarea, deși rămâne o știință, devine mai aplicată. Toate acestea au dus la o scădere a dimensiunii și la o scădere semnificativă a costului calculatoarelor, care apoi au început să fie construite pentru vânzare.
Capacitatea de producție a acestor computere este de până la 30 de mii de operații pe secundă. Cantitatea de memorie RAM este de 32 Kb. Marile avantaje sunt dimensiunea redusă și consumul redus de energie. Programarea calculatoarelor cu tranzistori devine baza apariției așa-numitelor „sisteme de operare”. Devine mai ușor să lucrezi cu dispozitivul, care este în puterea nu numai a oamenilor de știință, ci și a utilizatorilor mai puțin „avansați”. Echipamentele informatice apar în fabrici, în birouri (în principal în departamentul de contabilitate).
Dintre dispozitivele de calcul electronice cu tranzistori din această perioadă, cele mai cunoscute sunt:
Începutul anilor 50. Cel mai puternic computer din Europa este sovietic M-20, cu o viteză medie de 20 de mii de instrucțiuni cu 3 adrese pe secundă peste numere în virgulă mobilă de 45 de biți; memoria sa cu acces aleatoriu a fost realizată pe miezuri de ferită și avea un volum de 4096 de cuvinte.
1954-1957. Firma NCR (SUA) produce primul calculator pe tranzistori - NCR-304;
anul 1955. Calculatorul tranzistor al Bell Telephone Laboratories - TRADIS - conține 800 de elemente individuale de tranzistor;
anul 1958. NEC Corporation dezvoltă primul computer japonez, NEC-1101 și 1102;
Rețineți că aceștia nu sunt singurii reprezentanți ai istoriei „tranzistorului” în evoluția computerelor. În această perioadă, dezvoltarea s-a realizat la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (SUA), în numeroase laboratoare științifice și tehnice din întreaga Uniune Sovietică, în școli superioare de cercetare și tehnologie europene de vârf.
Microcipuri și producție în serie
Dezvoltatorilor le-a luat doar câțiva ani să producă computerul cu noile componente. Pe măsură ce tranzistoarele au înlocuit tuburile cu vid (și au înlocuit releele mecanice), microcircuitele și-au luat celula evolutivă. Sfârșitul anilor 60 ai secolului XX aduce computerului următoarele metamorfoze: s-au dezvoltat circuite integrate, constând dintr-un lanț de tranzistori combinați sub un singur semiconductor; apare memoria semiconductoare, care devine elementul principal al RAM-ului computerului; stăpânește metoda de programare simultană a mai multor sarcini (principiul modului de dialog); procesorul central poate lucra în paralel și poate controla diverse dispozitive periferice; se deschide posibilitatea accesului de la distanță la datele computerului.
În această perioadă a apărut „celebra” familie de calculatoare IBM. Producția de echipamente electronice de calcul este pe bandă rulantă, se stabilește producția în serie de echipamente computerizate.
Desigur, există mai multe de spus despre IBM System / 360 (S / 360). În 1964, compania a lansat o serie de computere de diferite dimensiuni și funcționalități. În funcție de cerințe, atât mașinile mici, cu productivitate scăzută, cât și cele mari, cu rate de producție mai mari, pot fi utilizate în mod egal în producție. Toate mașinile rulează pe același software, așa că dacă trebuie să înlocuiți un dispozitiv de consum redus cu unul mai avansat, nu trebuie să rescrieți programul principal. Pentru a asigura compatibilitatea, IBM este primul care folosește tehnologia de microcod, care este utilizată în toate modelele din serie, cu excepția celor mai vechi. Această serie de calculatoare devine prima derivată atunci când se face o distincție clară între arhitectura și implementarea computerului.
S/360 a costat compania 5 miliarde de dolari (un cost uimitor conform standardelor din 1964). Dar acest sistem încă nu devine cea mai scumpă producție, prioritatea rămâne la proiectul R&D. 360 înlocuiește 370, 390 și System z, dar arhitectura computerului rămâne aceeași. Pe baza S/360, alte companii produc propriile serii de modele, de exemplu, familia Amdahl 470, mainframes Hitachi, UNIVAC 9200/9300/940, mașini sovietice din seria ES EVM etc.
Datorită distribuției pe scară largă a IBM / 360, caracterele de 8 biți și octeții de 8 biți inventați pentru acesta ca celulă de memorie minimă adresabilă au devenit standardul pentru toată tehnologia informatică. De asemenea, IBM / 360 a fost primul sistem informatic pe 32 de biți. Modelele mai vechi ale familiei IBM / 360 și ale familiei IBM / 370 ulterioare au fost printre primele computere cu memorie virtuală și primele computere de producție care au susținut implementarea mașinilor virtuale. Familia IBM / 360 a fost prima care a folosit microcodul pentru a implementa instrucțiuni individuale ale procesorului.
Dar unele sisteme cu microprocesoare au avut un dezavantaj - calitatea slabă a componentelor. Acest lucru a fost pronunțat în special în calculatoarele electronice sovietice. Au continuat să aibă dimensiuni semnificative și au rămas în urmă cu funcționalitatea modelelor occidentale. Pentru a elimina acest lucru, designerii autohtoni au trebuit să proiecteze procesoare speciale pentru a îndeplini sarcini private (care exclude posibilitatea de multiprogramare).
În această perioadă apar și primele minicalculatoare (prototipuri ale calculatoarelor moderne). Cel mai important lucru care s-a întâmplat cu PC-ul la sfârșitul anilor 60 - începutul anilor 70 a fost trecerea de la un număr mare de elemente la utilizarea unei piese care combină toate componentele necesare. Microprocesoarele sunt inima oricărui computer. Societatea își datorează aspectul lui Intel. Ea este cea care deține primul microcip, care a devenit un salt cu adevărat revoluționar și evolutiv pentru tehnologia computerelor.
Odată cu îmbunătățirea rapidă a echipamentelor tehnice, sistemele electronice de calcul încep să fie combinate în rețele de calculatoare locale și globale (prototipul Internetului). Limbajul de programare este îmbunătățit, se scriu sisteme de operare mai avansate.
Supercomputere și electronice portabile personale
Anii șaptezeci și optzeci devin principala perioadă de producție în masă a calculatoarelor pentru consum general. Nu au existat inovații semnificative în această perioadă. Tehnologia electronică de calcul este împărțită în două tabere: supercars cu o putere de calcul incredibilă și sisteme mai personalizate. Circuitele integrate mari (LSI), în care mai mult de o mie de elemente sunt plasate într-un singur cristal, devin elementul de bază a acestor sisteme. Puterea unor astfel de computere este de zeci de milioane de operațiuni pe secundă, iar cantitatea de RAM crește la câteva sute de megaocteți.
Sistemele de calcul computerizate utilizate în producție rămân complexe, dar conducerea de masă trece la computerele personale. În această perioadă, termenul „calculator electronic” a fost înlocuit cu termenul „calculator” familiar urechilor noastre.
Era computerelor personale începe cu Apple, IBM-PC (XT, AT, PS / 2), Iskra, Elektronika, EC-1840, EC-1841 și altele. Aceste sisteme sunt inferioare ca funcționalitate față de supercomputere, dar datorită utilizării lor de către consumatori, PC-ul este ferm stabilit pe piață: dispozitivul devine general disponibil, apar o serie de inovații care simplifică lucrul cu dispozitivul (interfață grafică cu utilizatorul, periferice nou dispozitive, rețele globale).
După lansarea microprocesoarelor Intel 4004 și Intel 8008, tehnologia a fost preluată de alte companii: MP-urile au fost produse atât pe baza proiectului Intel, cât și pe propriile modificări.
Aici intră în arena tânăra Apple Computer Company a lui Steve Jobs și Steve Wozniak cu primul său produs personal - computerul Apple-1. Nu mulți sunt interesați de dezvoltarea antreprenorilor ambițioși. Există o singură comandă pentru un lot de computere Apple-1: Paul Terrell, proprietarul magazinului de calculatoare Byte, comandă un transport de 50 de unități. Dar condițiile sunt următoarele: acestea nu ar trebui să fie doar plăci de computer, ci mașini absolut complete. Depășind dificultățile de finanțare a producției, Apple Computer reușește totuși să-și îndeplinească obligațiile la timp, iar Apple-1 apare pe rafturile magazinului lui Terrell. Adevărat, fără „muniție”, dar numai sub formă de plată, dar Terrell este de acord cu livrarea și plătește 500 de dolari promis pe unitate de mărfuri.
Rețineți că majoritatea PC-urilor la acel moment erau livrate ca componente separate, asamblate de distribuitori sau clienții finali.
Așadar, în 1976, Apple-1 iese la vânzare pentru 666,66 dolari bucata. Apple I a fost complet asamblat pe o placă de circuite care conține aproximativ 30 de microcircuite, pentru care este considerat de mulți a fi primul PC cu drepturi depline. Dar pentru a obține un computer funcțional, utilizatorii trebuiau să îi adauge o carcasă, o sursă de alimentare, o tastatură și un monitor. Un card suplimentar, lansat ulterior pentru 75 de dolari, asigura conectivitate la un casetofon pentru stocarea datelor.
Mulți experți nu consideră computerul Apple primul dispozitiv electronic personal, ci îl numesc microcomputer Altair 8800, care a fost creat de Ed Roberts și distribuit prin cataloage în 1974-1975. Dar, de fapt, această unitate nu a îndeplinit toate cerințele utilizatorului.
Compania continuă producția și modelul Apple II actualizat intră în vânzare. Această serie de PC-uri a fost echipată cu un procesor MOS Technology 6502 la o viteză de ceas de 1 MHz, au fost incluse 4 KB de RAM (extensibil până la 48 KB), 4 KB de ROM, un monitor și un interpret Integer BASIC, precum și o interfață pentru conectarea unui casetofon. Apple II devine cel mai vândut dispozitiv de pe piața electrică (de-a lungul anilor de producție, au fost vândute peste 5 milioane de unități din acest produs). Apple II arăta mai mult ca un instrument de birou decât cu un echipament electronic. Era un computer cu drepturi depline, potrivit pentru un mediu acasă, biroul unui manager sau o clasă de școală.
Pentru a conecta un monitor (sau televizor), a fost folosită o ieșire video compozită în format NTSC. Calculatoarele vândute în Europa foloseau un encoder PAL opțional situat pe un card de expansiune. Sunetul a fost furnizat de un difuzor controlat printr-un registru din memorie (a fost folosit 1 bit). Computerul avea 8 sloturi de expansiune, dintre care 1 permitea conectarea RAM suplimentară, în timp ce restul erau folosite pentru a furniza intrare-ieșire (porturi seriale și paralele, controlere de dispozitive externe). Calculatorul avea un preț inițial de vânzare cu amănuntul de 1298-2638 USD per modificare de model.
Apple II dobândește o familie și își păstrează liderul pe piața echipamentelor informatice până la începutul anilor 90.
Standard general pentru PC
La sfârșitul anului 1980, IBM a decis să-și construiască propriul computer. Furnizarea de microprocesoare pentru viitoarele modele ale PC-ului IBM este încredințată Intel, iar principalul sistem de operare este proiectul „abandonului” de la Harvard Bill Gates - sistemul de operare PC-DOS.
Compania nu numai că stabilește ritmul de producție, dar își stabilește și propriile standarde pentru producția de computere. Fiecare producător de PC-uri putea achiziționa o licență de la IBM și asambla computere similare, iar producătorii de microprocesoare puteau face elemente pentru ele (de fapt, doar Apple a reușit să-și păstreze propria arhitectură). Așa vine modelul IBM PC XT cu un hard disk. În spatele lui se află IBM PC AT, construit pe baza MP 80286.
1985 a marcat lansarea PC-urilor de înaltă performanță, Intel și Motorola produc împreună microprocesoarele 80386 și M68020. De la an la an, modificările computerului sunt îmbunătățite, se aud constant denumirile IBM, Intel. Noile microprocesoare obțin o putere de procesare incredibilă - până la 50 de milioane de operații pe secundă. În 1993, Intel a lansat P5 „Pentium” MP cu o arhitectură pe 64 de biți, urmat de modelele 2, 3. „Pentium 4” este deja echipat cu tehnologie HT, care permite procesarea informațiilor pe 2 fluxuri paralele.
Calculatoarele se îmbunătățesc în toate: consumul de energie scade, dimensiunile scad, dar puterea de calcul crește enorm, cantitatea de RAM (până la 4 gigaocteți) crește, volumele hard disk-urilor sunt calculate în terabytes.
Aproape toate computerele produse în lume trec la noul sistem de operare „fereastră” MicroSoft „Windows” și la aplicațiile de birou MS-Office. Așa sunt definite standardele computerului unui computer personal: arhitectura PC-ului IBM și sistemul de operare Windows.
În ceea ce privește dimensiunea PC-urilor, alături de computerele staționare, sunt produse electronice portabile portabile: laptopuri, netbook-uri, apoi tablete și smartphone-uri (telefon-computer).
În loc de postfață
Pe parcursul mai multor decenii, calculatoarele personale au trecut de la „mașini de calcul” electronice la categoria echipamentelor de zi cu zi. Acum PC-ul este mai mult decât un simplu dispozitiv de calcul electronic. Aceasta este o întreagă industrie de cunoștințe, divertisment, muncă, educație și alte oportunități pentru consumatori.
Mihail Poliukhovici
În societatea modernă, este dificil să ne imaginăm viața fără un lucru atât de unic precum un computer. Modelele și tipurile de computere moderne ne surprind prin capacitățile lor, dimensiunile compacte, designul... Dar primele calculatoare nu erau deloc așa.
PC-urile moderne, datorită anumitor programe, pot face minuni în absolut orice domeniu al societății. Grafica, editarea textului, fișierelor audio și video, modelarea 3D, difuzarea imaginilor și multe alte funcții par acum a fi un lucru obișnuit pentru ca mașina să funcționeze. Cu toate acestea, acesta nu a fost întotdeauna cazul. Pentru a prezenta o imagine completă, ne propunem să luăm în considerare cele mai cunoscute fapte din istoria computerelor electronice.
Foto: www-mynet-com-demo.sitemod.ioEfectuarea diferitelor calcule a jucat mult timp un rol vital. În aceste scopuri au fost folosite diverse dispozitive. Cu toate acestea, primul reprezentant al dispozitivelor de calcul a fost abacul, care a apărut pentru prima dată în Regatul de Mijloc. În alte state antice, s-au folosit analogi ai invenției chineze.
Abacul grecesc antic este o scândură lucrată cu caneluri pentru pietre. În Roma antică, au început să folosească un dispozitiv din marmură. În Rusia s-au folosit în acest scop conturile care se păstrează încă în casele unor bunici. Poate că acesta este doar un tribut adus memoriei sau obiceiului.
Multe secole mai târziu, au apărut primele premise pentru îmbunătățirea tehnologiei și apariția de noi dispozitive de calcul. Deci, în 1642 matematicianul francez B. Pascal a devenit inițiatorul. Datorită muncii sale, a fost realizată prima mașină de aritmetică. Principiul său de funcționare se bazează pe roți dintate. Dispozitivul a făcut posibilă adăugarea de numere zecimale pare, ceea ce a reprezentat cu siguranță o descoperire în acest domeniu. Inventatorul a fost mândru de creația sa și a susținut că manipulările produse de mașină sunt mai aproape de gândire decât, de exemplu, acțiunile animalelor.
Foto: znaimo.com.ua Mințile întregii lumi veche și noi s-au concentrat pe problema creării dispozitivelor de calcul. În 1673, o altă noutate de atunci a fost prezentată în Germania. Matematicianul german Leibniz a creat o mașină cu un algoritm de acțiuni mai complex. Creația lui era deja capabilă să efectueze calcule matematice de bază.
Anul 1823 a fost marcat de apariția unui nou proiect. Este asociat cu numele lui Charles Babbage, care a propus ideea de a crea o mașină de calcul universală, care să se bazeze pe un algoritm automat automat - un program. Poate că, datorită Angliei, a început o nouă perioadă în dezvoltarea tehnologiei computerelor. Cu toate acestea, în ciuda tuturor eforturilor de a atinge scopul, ideea nu era destinată să devină realitate.
Pentru a crea un astfel de dispozitiv, a fost dezvoltat un limbaj de programare special. Autorul său este Ada Lovelace, după care a primit numele. Pentru producerea dispozitivului au fost necesare componente speciale, care nu puteau fi achiziționate în acel moment. Cu toate acestea, până în 1940, era încă posibil să se creeze un computer similar care funcționează pe un releu electromecanic și pe principiul logicii matematice.
Foto: dost.baria-vungtau.gov.vn Anii 40 ai secolului XX au fost marcați de un salt înainte în istorie Inginerie calculator... În paralel cu lansarea software-ului pentru calcul, apare primul computer electronic din lume, a cărui activitate se baza pe tuburi radio.
În Statele Unite, John Mauchly și J. PresperEckert au prezentat o nouă invenție anul următor după sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial, numită Eniac, la crearea căreia a participat John von Neumann. Datorită meritelor sale, au fost adoptate principalele componente ale mașinii de calcul. Ele continuă să formeze coloana vertebrală a computerelor moderne.
Inițial, computerul a fost creat pentru nevoile armatei. Trebuia să treacă la dispoziția forțelor armate pentru a calcula traiectoria balistică a zborului proiectilelor și pentru a crea noi tabele balistice. În dezvoltarea proiectului au fost implicate tot felul de resurse și departamente pentru a accelera procesul. Cu toate acestea, a fost aprobat abia în 1943. În acest sens, modelul a apărut deja în perioada postbelică. Dar, în ciuda acestui fapt, computerul s-a dovedit bine în multe industrii civile.
Foto: vilne.org.ua Lucrări la crearea computerelor au fost efectuate în alte țări. Așadar, în Anglia, un prototip de computer a apărut în 1949. URSS a prezentat simultan două versiuni ale miracolului tehnologiei: în anul 50 al secolului al XX-lea, a apărut un mic computer electronic și doi ani mai târziu - marea sa variație.
Primele calculatoare au necesitat mult efort pentru a funcționa - un număr mare de muncitori au întreținut doar o singură mașină. Mai mult, întreținerea unei astfel de tehnologii presupunea costuri financiare mari din cauza defecțiunilor frecvente ale tuburilor electronice, care nu erau ieftine și erau amplasate pe dispozitive în număr mare. În plus, dimensiunile primelor computere erau atât de mari încât ocupau o încăpere întreagă. Prin urmare, acestea au devenit disponibile doar pentru câteva organizații.
Până în 1948, s-a găsit o soluție pentru a înlocui tuburile cu vid cu tranzistoare mai compacte și circuite de furnizare de memorie care funcționează pe miezuri magnetice. Această inovație a redus semnificativ dimensiunea mașinii. Deja în anii 60, a fost prezentată o versiune mai compactă a echipamentului PDP-8. A fost produs de DigitalEquipment.
Foto: encontreaquinoreca.com Următorul inovator a fost un angajat al Texas Instruments. La locul de muncă, i-a venit ideea de a crea un circuit integrat din semiconductori. Jack Kilby a decis să plaseze toate elementele circuitului pe o singură placă. După ce a înaintat propunerea sa autorităților, a primit aprobarea.
Primul prototip arăta discret și era un produs subțire din germaniu cu elemente încorporate ale unui circuit electric care a fost folosit pentru a converti curentul continuu în curent alternativ. Legăturile pieselor se făceau folosind fire suspendate, pentru fabricarea cărora s-a folosit metal. Acest model a fost realizat manual de inventator, dar a făcut impresie și după câteva modificări s-a planificat producția în serie.
Firma nu se grăbea să breveteze invenția. Abia pe 6 februarie 1959, brevetul a fost finalizat. Destul de ciudat, au existat o mulțime de zvonuri în jurul dezvoltării tehnologiei informatice - din cauza competiției mari, toată lumea se grăbea să-și declare mai întâi invențiile. Pentru Texas Instruments, un astfel de concurent a fost RCA.
Totuși, Robert Noyce din California, fiind un reprezentant al FairchildSemiconductor, a propus și el o idee similară și, în primăvara acelui an, s-a grăbit să-și breveteze invenția. Aici, spre deosebire de Kilby, conectarea componentelor sistemului din circuit a fost gândită mai detaliat. În ciuda multor controverse, și poate pentru a le evita, în 1966, ambii inventatori au recunoscut drepturi egale în utilizarea drepturilor de autor.
Foto: deluxebattery.com Microcircuitele integrate reprezintă cel mai important pas către personalizarea computerelor. Pentru a implementa această idee, a rămas de rezolvat problema reducerii dimensiunii procesorului. Pe baza aceluiași cip, inventatorul Hoff a creat o copie în miniatură a creierului unui computer mare. Cu toate acestea, spre deosebire de predecesorul său, capacitățile microprocesorului au fost foarte modeste.
A început procesul de îmbunătățire. Intel s-a angajat în fabricarea de procesoare pentru calculatoare noi. Din 1970, invenția a suferit o serie de modificări. În cel mai scurt timp posibil și Intel-4004, care procesează doar 4 biți de informații, a fost înlocuit cu Intel-8008 și Intel-8080 - cele pe 8 biți.
În 1974, mai multe firme au decis să înceapă să inventeze un nou mini-calculator folosind procesorul modern Intel-8008. Ei au susținut că această mașină va efectua aceleași acțiuni de care era capabil un mainframe. 1975 a fost marcat de apariția primului PC nou Altair-8800, care funcționează sub controlul microprocesorului Intel-8080.
Foto: csef.ru Este demn de remarcat un fapt important: din punct de vedere cronologic, Altair nu a fost cel mai vechi dispozitiv dintre reprezentanții tehnologiei informatice. Deja în 1974, două modele de computere Scelbi-8H și Mark-8 au fost lansate. Cu toate acestea, din cauza nedreptății istorice și a lipsei de sprijin financiar, aceste modele au rămas experimentale și nu au fost puse în producție.
MITS, care a lansat IBMAltair-8800, a furnizat noi mașini prin poștă sub formă de piese componente, adică pentru o funcționare ulterioară, a fost necesară lipirea independentă a tuturor unităților dispozitivului. Când a fost asamblată, mașina era un bloc cu comutatoare și lumini indicatoare. Pentru a lucra cu el, a fost necesar să se studieze sistemul de codificare binar sub formă de combinații de unu și zero. În plus, cantitatea de RAM era de doar 256 de octeți.
Ed Roberts a devenit inventatorul acestui miracol. Cu toate acestea, nici nu-și putea imagina că invenția sa va fi la mare căutare în rândul populației. Roberts se aștepta să aprovizioneze piața cu până la 200 de unități de echipamente pe an, dar această cifră a fost depășită deja în prima zi a comenzilor.
Foto: preobr.vaonews.ru Invenția originală nu avea multe dispozitive, cum ar fi o unitate de dischetă. Totuși, acest lucru nu a împiedicat invenția să fie la mare căutare. Mai târziu, proprietarii IBM au început să furnizeze în mod independent computerul cu componente suplimentare, de exemplu, un monitor. Paul Aplen și Bill Gates au scris Basic în 1975. Acest interpret a făcut posibilă facilitarea semnificativă a comunicării utilizatorului cu computerul.
De-a lungul timpului, au început să fie produse calculatoare, deja complete cu dispozitive de intrare/ieșire. Utilizarea limbajelor de programare a făcut posibilă și crearea de programe specializate care îndeplinesc sarcini specifice. De exemplu, în 1978 a fost lansat binecunoscutul editor de text WordStar.
S-a observat că în multe domenii de activitate, noile mașini au făcut față bine sarcinilor pe care le îndeplineau computerele mainframe. Cererea pentru Altair îmbunătățit a crescut semnificativ. Odată cu aceasta, computerele mari, precum și mini-versiunile lor, au devenit mai puțin necesare. Acest fapt a provocat îngrijorarea principalului producător și furnizor de computere la acea vreme - International Business Machines Corporation.
Foto: rcp.ijs.si Ca experiment, compania decide să producă computere personale. Deoarece a fost puțin timp pentru a dezvolta ceva complet nou și ar fi costat o mulțime de bani, s-a decis să se utilizeze blocuri și componente gata făcute.
În august 1981, a fost introdus IBMPC. Au existat îngrijorări cu privire la disponibilitatea cererii pentru acesta, cu toate acestea, în ciuda acestui fapt, compania pur și simplu nu a avut timp să lanseze primele computere care erau deja similare cu cele moderne.
Cel mai recent microprocesor Intel-8088 pe 16 biți a fost folosit ca componentă principală a computerului. Datorită acestui fapt, cantitatea de RAM a fost crescută la 1 MB. O altă inovație a fost utilizarea de software de la Microsoft.
Tehnologiile moderne nu stau pe loc. În fiecare zi apar pe piață tot mai multe modele noi. Primele computere acumulează praf în muzee. Cu toate acestea, toate superioritățile tehnologiei informatice disponibile acum sunt meritul multor ani de muncă și experiență.
Asta e tot pentru noi ... Ne bucurăm foarte mult că te-ai uitat pe site-ul nostru și ai petrecut puțin timp pentru a te îmbogăți cu noi cunoștințe.
Alăturați-vă noastre
Computerul personal (PC) a schimbat în multe privințe atitudinea omenirii față de resursele de calcul. Cu fiecare model nou de PC, o persoană a transferat din ce în ce mai multe funcții pe umerii mașinii, de la simple calcule la contabilitate sau proiectare. De aceea, defecțiunile, defecțiunile și timpul de nefuncționare a tehnologiei computerului au devenit nu doar neînțelegeri nedorite, ci un adevărat dezastru care poate duce la pierderi economice directe și alte consecințe inacceptabile.
Primele repere în dezvoltarea computerelor personale
În a doua jumătate a secolului al XX-lea, doar companiile mari aveau computere, și nu numai din cauza prețului ridicat al tehnologiei, ci și datorită dimensiunii sale impresionante. Prin urmare, întreprinderile implicate în dezvoltarea și fabricarea tehnologiei informatice au căutat să miniaturizeze și să reducă costul produselor lor. Drept urmare, microminiaturizarea, precum și dezvoltarea pe scară largă a microcircuitelor, au dus la faptul că computerul a putut să se potrivească pe birou, iar Xerox a introdus deja în 1973 primul computer personal, Alto. A fost prima dată când programe și fișiere au fost afișate pe ecran sub formă de „ferestre”.
În 1975, a fost lansat primul PC comercial Altair-8800, construit pe baza microprocesorului Intel 8080. RAM era de 256 de octeți. PC-ul era controlat de un panou de comutare special. Pentru introducerea și ieșirea datelor, a fost instalată o unitate de dischetă de 8 inchi, care a fost achiziționată separat. Prima versiune a microprocesorului i8080 a fost fabricată într-un pachet planar cu 48 de pini, cu o frecvență maximă de ceas de 2 MHz. Cu toate acestea, procesorul a avut o problemă serioasă de închidere. Doar semnalul de „resetare” a permis reluarea sistemului. Versiunea revizuită și îmbunătățită a procesorului - 8080A a fost lansată șase luni mai târziu. A fost fabricat într-un pachet DIP-40, iar frecvența maximă de ceas a fost crescută la 2,5 MHz.
Începutul căii Apple și Intel
În 1976, Steve Jobs și Steve Wozniak din Palo Alto au asamblat o placă de computer funcțională numită Apple I. Era găzduită într-o carcasă de lemn, nu avea tastatură sau ecran. Placa a asamblat un procesor, 8 KB RAM și a oferit posibilitatea de a afișa informații pe ecran.
În 1977, Wozniak și Jobs au dezvoltat primul PC complet, Apple II, într-o carcasă de plastic, cu tastatură integrată și un televizor ca afișaj. În același an, Commodore a introdus un PC numit PET.
În iunie 1978, Intel a creat primul microprocesor i8086 pe 16 biți. Datorită organizării segmentate a memoriei, ar putea adresa până la 1024 KB de RAM. I8086 a folosit un set de instrucțiuni care sunt folosite și în procesoarele moderne. Odată cu apariția procesorului i8086, arhitectura x86 a devenit faimoasă. Viteza de ceas a procesorului a variat de la 4 la 10 MHz. Trebuie remarcat faptul că procesorul 8086 a câștigat popularitate în principal datorită computerului Compaq DeskPro.
În 1980, Osborne Computer a început să producă primele PC-uri portabile, care aveau dimensiunea unei valize și cântăreau 11 kg.
Primii pași ai IBM
În 1981, IBM a lansat microcomputerul IBM PC cu arhitectură deschisă bazat pe microprocesorul Intel 8088 pe 16 biți. Procesorul i8088 pe 16 biți cu o magistrală de date pe 8 biți a fost tactat la 5 până la 10 MHz. PC-ul era echipat cu un afișaj de text monocrom, două unități pentru dischete de 5 inchi de 160 KB și 64 KB RAM.
În 1983 a apărut computerul IBM PC XT (Tehnologie extinsă), care avea 256 KB RAM și un hard disk de 10 MB. Viteza de ceas a procesorului a fost de 5 MHz.
IBM PC AT (Advanced Technology) a fost introdus în 1984. Computerul a funcționat pe un microprocesor Intel 80286 și arhitectură ISA și a venit cu un hard disk de 20 MB. Utilizarea microprocesorului Intel 80286 (produs începând cu 1 februarie 1986) a permis trecerea la magistrala AT: magistrală de date pe 16 biți, magistrală de adrese pe 24 de biți. Acum este posibil să se adreseze RAM până la 16 MB (comparativ cu 640 KB ai PC-ului IBM original). Placa de bază a furnizat o baterie pentru alimentarea microcircuitului, timpul a fost stocat în memorie (capacitate - 50 de octeți). Frecvența tacului procesorului: 80286 - 6 - 6 MHz, 80286 - 8 - 8 MHz, 80286-10 - 10 MHz, 80286 - 12 - 12,5 MHz.
În octombrie 1985, Intel a creat primul microprocesor pe 32 de biți, i80386, care includea aproximativ 275.000 de tranzistori. Primul PC care a folosit acest microprocesor a fost Compaq DeskPro 386. O alternativă mai ieftină la i80386 pe 32 de biți, care mai târziu a primit capătul DX, a apărut abia în iunie 1988. A fost al 386-lea procesor care a oferit o creștere vizibilă a frecvenței de ceas a computerelor personale. Diferite modele de 386 de procesoare au lucrat cu frecvențe de ceas de 16,20, 25, 33,40 MHz.
Descoperirea colosală a Intel
În 1989, Intel a lansat microprocesorul 486DX. Era format din 1,2 milioane de tranzistori pe o singură matriță și era pe deplin compatibil cu procesoarele x86. Acest microcircuit a fost primul care a combinat procesorul central, coprocesorul matematic și memoria cache. Frecvențele de ceas ale diferitelor modificări ale procesoarelor 486 au variat de la 16 la 150 MHz. Calculatoarele bazate pe un procesor 486 au ajuns la 133 MHz (așa-numitul DX4). Cele 486 procesoare DX2 aveau un multiplicator de 2 (cu o frecvență magistrală de sistem de 50 MHz, frecvența procesorului era de 100 MHz). Ulterior, au fost produse procesoare cu indexul DX4. Factorul lor de multiplicare nu a fost 4, ci 3. După ce cele 486 de procesoare de la Intel au părăsit piața, AMD a lansat procesoarele 486DX4-120 și 486DX4-133. Ca urmare a introducerii multiplicatorilor, a apărut pentru prima dată un astfel de concept precum overclocking - o creștere a performanței prin creșterea frecvenței tactului magistralei sau a factorului de multiplicare. Existau sisteme la vânzare în care procesoarele i486 erau overclockate la 160 MHz.
În martie 1993, Intel a început să livreze versiuni de 66 și 60 MHz ale procesorului Pentium. PC-urile bazate pe Pentium sunt pe deplin compatibile cu computerele care utilizează microprocesoare i8088, i80286, i80386, i486. Noul procesor conținea aproximativ 3,1 milioane de tranzistori și avea o adresă de 32 de biți și o magistrală de date externă de 64 de biți.
În mai 1997, Intel a introdus procesorul Pentium II bazat pe Pentium Pro. Un bloc pentru procesarea instrucțiunilor MMX a fost adăugat la nucleul P6. Cache-ul L2 a fost eliminat din carcasa procesorului, iar acest lucru a contribuit la distribuția masivă a Pentium II. Vitezele de ceas ale procesoarelor Pentium II au crescut considerabil. Diferite modele aveau: 233, 266.300, 333.350, 400, 433.450.466, 500, 533 MHz.
A șasea generație de microprocesor Intel Pentium III pe 32 de biți a fost lansat de Intel în februarie 1999. A copiat practic Pentium II, dar a inclus noi funcții: 70 de instrucțiuni reale SSE (Streaming SIMD Extensions, numite și ММХ2), axate pe suport multimedia; controler cache L1 îmbunătățit. Vitezele de ceas ale procesoarelor Pentium III (Katmai) au fost de 450.500.533, 550.600 MHz. Bazat pe Coppermine - 533 până la 1133 MHz. Pentru procesoarele Pentium III pe nucleul Tualatin - de la 1000 la 1400 MHz.
Era procesoarelor multi-core
La sfârșitul lunii noiembrie 2000, Intel a introdus procesoare Pentium 4 cu o viteză de ceas de peste 1 GHz, bazate pe arhitectura NetBurst și folosind memorie Rambus rapidă cu o frecvență efectivă a magistralei de sistem de 400 MHz. Procesoarele conțineau 144 de instrucțiuni SSE2 suplimentare. Vitezele de ceas ale primelor procesoare Pentium 4 au variat între 1,4 și 2,0 GHz. În următoarele modificări, frecvența ceasului a crescut de la 2,2 la 3,8 GHz.
În iulie 2006, Intel a creat un procesor dual-core - Core 2, primele procesoare din această linie au fost Intel Core 2 Duo și Intel Core 2 Extreme. Procesoarele se bazează pe noua arhitectură Intel Core, pe care compania o numește cea mai importantă piatră de hotar în dezvoltarea microprocesoarelor sale de la introducerea mărcii Intel Pentium în 1993. Folosind tehnologia EM64T, procesoarele Intel Core 2 pot funcționa atât în moduri pe 32 de biți, cât și pe 64 de biți. Principalele diferențe dintre noile procesoare și familia Pentium 4 sunt disiparea scăzută a căldurii și consumul de energie, precum și capacități mari de overclocking. Procesoarele Core 2 Duo variază de la 1,5 GHz la 3,5 GHz.
La începutul lui 2007, a fost introdus Core 2 Quad, un procesor quad-core. Vitezele de ceas sunt de la 2,33 la 3,2 GHz.
În ianuarie 2010 au apărut procesoarele Intel Core i3. Au adăugat așa-numitele procesoare „grafice”, efectuează calcule în modul „grafic”. Funcția încorporată oferă „rezonabilitate” în muncă, accelerare automată. Funcționează la performanță nominală la sarcini medii și scăzute și economisește energie. Creșterea sarcinii determină o creștere automată a performanței procesorului. Mărirea cache-ului (RAM intern al procesorului), este alocată dinamic între nuclee - în funcție de încărcare. Noile procesoare devin mai fierbinți, mai ales în timpul overclockării automate. În consecință, necesită un sistem de răcire mai eficient. Procesoarele I-Series (i3, i5, i7) sunt tactate la 2,66 GHz până la 3,6 GHz.
Acest articol descrie principalele etape ale dezvoltării computerelor. Sunt descrise principalele direcții de dezvoltare a tehnologiilor informatice și motivele dezvoltării lor.
Principalele etape ale dezvoltării computerelor
Pe parcursul evoluției tehnologiei computerelor, au fost dezvoltate sute de computere diferite. Multe dintre ele au fost de mult uitate, în timp ce influența altora asupra ideilor moderne a fost foarte semnificativă. În acest articol, vom oferi o privire de ansamblu rapidă asupra unora dintre punctele istorice cheie pentru a înțelege mai bine cum au ajuns dezvoltatorii la conceptul de computere moderne. Vom lua în considerare doar punctele principale de dezvoltare, lăsând multe detalii în afara parantezei. Calculatoarele pe care le vom lua în considerare sunt prezentate în tabelul de mai jos.
Principalele etape din istoria dezvoltării computerelor:
| Anul emiterii | Numele calculatorului | Creatorul | Note (editare) |
|---|---|---|---|
| 1834 | Motor analitic | Babbage | Prima încercare de a construi un computer digital |
| 1936 | Z1 | Zus | Primul computer releu |
| 1943 | COLOS | guvernul britanic | Primul computer electronic |
| 1944 | Mark I | Aiken | Primul computer multifuncțional american |
| 1946 | ENIAC I | Eckert / Mousley | Istoria computerelor moderne începe cu această mașină. |
| 1949 | EDSAC | Wilkes | Primul computer cu programe stocate în memorie |
| 1951 | Vârtej i | MIT | Primul computer în timp real |
| 1952 | IAS | Von neumann | Acest design este folosit în majoritatea computerelor moderne |
| 1960 | PDP-1 | DEC | Primul mini-computer (50 de unități vândute) |
| 1961 | 1401 | IBM | Un computer mic foarte popular |
| 1962 | 7094 | IBM | Mașină de calcul mică foarte populară |
| 1963 | B5000 | Burroughs | Prima mașină proiectată pentru limbaj de nivel înalt |
| 1964 | 360 | IBM | Prima familie de calculatoare |
| 1964 | 6600 | CDC | Primul supercalculator pentru calcul științific |
| 1965 | PDP-8 | DEC | Primul mini-computer de consum (50.000 vândute) |
| 1970 | PDP-11 | DEC | Aceste mini computere au dominat piața calculatoarelor în anii '70. |
| 1974 | 8080 | Intel | Primul computer universal pe 8 biți pe un cip |
| 1974 | CRAY-1 | Cray | Primul supercalculator vectorial |
| 1978 | VAX | DEC | Primul superminicomputer pe 32 de biți |
| 1981 | PC IBM | IBM | Era computerelor personale moderne a început |
| 1981 | Osbome-1 | Osborne | Primul laptop |
| 1983 | Lisa | măr | Primul PC cu o interfață grafică de utilizator |
| 1985 | 386 | Intel | Primul predecesor pe 32 de biți al liniei Pentium |
| 1985 | MIPS | MIPS | Primul computer RISC |
| 1987 | SPARC | Soare | Prima stație de lucru RISC bazată pe procesorul SPARC |
| 1990 | RS6000 | IBM | Primul computer superscalar |
| 1992 | Alfa | DEC | Primul PC pe 64 de biți |
| 1993 | Newton | măr | Primul computer de buzunar |
În total, din istorie se pot distinge 6 etape ale dezvoltării calculatoarelor: generarea calculatoarelor mecanice, calculatoarele pe tuburi vid (cum ar fi ENIAC), calculatoarele cu tranzistori (IBM 7094), primele calculatoare pe circuite integrate (IBM 360), calculatoare personale (linii cu procesoare Intel) și așa-numitele computere invizibile.
Generație zero - calculatoare mecanice (1642-1945)
Prima persoană care a creat o mașină de calcul a fost omul de știință francez Blaise Pascal (1623-1662), după care poartă numele unuia dintre limbajele de programare. Pascal a proiectat această mașină în 1642, când avea doar 19 ani, pentru tatăl său, un colector de taxe. A fost un design mecanic, cu roți dințate și o unitate manuală. Mașina de calcul a lui Pascal putea efectua doar operații de adunare și scădere.
Treizeci de ani mai târziu, marele matematician german Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) a construit o altă mașină mecanică care, pe lângă adunare și scădere, putea efectua înmulțirea și împărțirea. De fapt, Leibniz a creat un fel de calculator de buzunar cu patru funcții în urmă cu trei secole.
Alți 150 de ani mai târziu, un profesor de matematică la Universitatea din Cambridge, Charles Babbage (1792-1871), inventatorul vitezometrului, a dezvoltat și construit diferenta de motor... Această mașină mecanică, care, ca și mașina lui Pascal, nu putea decât să adună și să scadă, număra tabele de numere pentru navigația maritimă. Un singur algoritm a fost introdus în mașină - metoda diferențelor finite folosind polinoame. Această mașină avea un mod destul de interesant de a scoate informații: rezultatele au fost stoarse cu o ștampilă de oțel pe o placă de cupru, care anticipa mijloacele de intrare-ieșire ulterioare - carduri perforate și CD-uri.
Deși dispozitivul său a funcționat destul de bine, Babbage s-a plictisit curând de o mașină care rula un singur algoritm. A petrecut mult timp, cea mai mare parte din averea familiei sale și încă 17.000 de lire sterline de la guvern, dezvoltând motorul analitic. Motorul analitic avea 4 componente: un dispozitiv de stocare (memorie), un dispozitiv de calcul, un dispozitiv de intrare (pentru citirea cardurilor perforate), un dispozitiv de ieșire (un perforator și o imprimantă). Memoria era formată din 1000 de cuvinte cu 50 de zecimale; fiecare dintre cuvinte conținea variabile și rezultate. Dispozitivul de calcul a preluat operanzi din memorie, apoi a efectuat operații de adunare, scădere, înmulțire sau împărțire și a returnat rezultatul înapoi în memorie. La fel ca Difference Engine, acest dispozitiv era mecanic.
Motorul analitic a avut avantajul de a putea îndeplini diverse sarcini. Ea a citit comenzile de pe cărți perforate și le-a executat. Unele comenzi ordonau mașinii să ia 2 numere din memorie, să le transfere pe un dispozitiv de calcul, să efectueze o operație asupra lor (de exemplu, adăugare) și să trimită rezultatul înapoi pe dispozitivul de memorie. Alte echipe au verificat numărul și uneori au sărit în funcție de faptul că a fost pozitiv sau negativ. Dacă în cititor au fost introduse carduri perforate cu un program diferit, atunci mașina a efectuat un set diferit de operații. Adică, spre deosebire de motorul analitic al diferențelor, acesta ar putea executa mai mulți algoritmi.
Deoarece motorul analitic a fost programat într-un asamblator elementar, avea nevoie de software. Pentru a crea acest software, Babbage a angajat o tânără, Ada Augusta Lovelace, fiica celebrului poet britanic Byron. Ada Lovelace a fost prima programatoare din lume. Un limbaj de programare modern, Ada, poartă numele ei.
Din păcate, la fel ca mulți ingineri moderni, Babbage nu a depanat niciodată un computer. Avea nevoie de mii și mii de roți dințate, realizate cu o asemenea precizie care nu era disponibilă în secolul al XIX-lea. Dar ideile lui Babbage au fost înaintea erei sale și chiar și astăzi, majoritatea computerelor moderne sunt similare ca design cu motorul analitic. Prin urmare, este corect să spunem că Babbage a fost bunicul computerului digital modern.
La sfârșitul anilor 1930, germanul Konrad Zuse a construit mai multe mașini automate de numărat folosind relee electromagnetice. Nu a reușit să obțină bani de la guvern pentru dezvoltările sale, pentru că a izbucnit războiul. Zus nu știa nimic despre munca lui Babbage, mașinile sale au fost distruse în timpul bombardamentului Berlinului din 1944, așa că munca sa nu a afectat dezvoltarea viitoare a tehnologiei informatice. Cu toate acestea, el a fost unul dintre pionierii în acest domeniu.
Puțin mai târziu, mașinile de calcul au fost construite în America. Mașina lui John Atanasoff era extrem de avansată pentru acea vreme. A folosit capacități aritmetice și informaționale binare, care au fost actualizate periodic pentru a evita distrugerea datelor. Memoria dinamică modernă (RAM) funcționează exact în același mod. Din păcate, această mașină nu a devenit niciodată operațională. Într-un fel, Atanasov era ca Babbage - un visător care nu era mulțumit de tehnologiile timpului său.
Calculatorul lui George Stibbitz a funcționat, deși era mai primitiv decât al lui Atanasov. Steebits și-a demonstrat mașina la o conferință la Dartmouth College în 1940. La această conferință a participat John Mauchley, un profesor neremarcabil de fizică la acea vreme la Universitatea din Pennsylvania. Ulterior a devenit foarte faimos în domeniul ingineriei informatice.
În timp ce Soos, Steebits și Atanasoff dezvoltau mașini de calcul automate, tânărul Howard Aiken de la Harvard a fost persistent în proiectarea mașinilor de calcul manuale, ca parte a tezei sale de doctorat. După finalizarea cercetării sale, Aiken și-a dat seama de importanța calculului automat. S-a dus la bibliotecă, a citit despre munca lui Babbage și a decis să creeze din relee același computer pe care Babbage nu reușise să-l creeze din roți dințate.
Primul computer al lui Aiken, Mark I, a fost finalizat în 1944. Computerul avea 72 de cuvinte cu 23 de zecimale fiecare și putea executa orice comandă în 6 secunde. Banda perforată a fost folosită în dispozitivele de intrare-ieșire. Când Aiken a terminat lucrul la computerul Mark II, calculatoarele releu erau depășite. Era electronică a început.
Prima generație - tuburi vidate (1945-1955)
Impulsul pentru crearea unui computer electronic a fost cel de-al Doilea Război Mondial. La începutul războiului, submarinele germane au distrus nave britanice. Amiralii germani au trimis comenzi submarinelor prin radio și, deși britanicii puteau intercepta aceste comenzi, problema era că mesajele radio erau codificate folosind un dispozitiv numit ENIGMĂ al cărui predecesor a fost proiectat de inventatorul amator și fostul președinte american Thomas Jefferson.
La începutul războiului, britanicii au reușit să achiziționeze ENIGMA de la polonezi, care, la rândul lor, au furat-o de la germani. Cu toate acestea, pentru a descifra mesajul codificat, a fost nevoie de o cantitate imensă de calcule, iar acestea trebuiau efectuate imediat după interceptarea mesajului radio. Prin urmare, guvernul britanic a înființat un laborator secret pentru a crea un computer electronic numit COLOSSUS. Renumitul matematician britanic Alan Turing a luat parte la crearea acestei mașini. COLOSSUS era deja în funcțiune în 1943, dar din moment ce guvernul britanic a controlat complet acest proiect și l-a văzut ca un secret militar timp de 30 de ani, COLOSSUS nu a devenit baza pentru dezvoltarea ulterioară a computerelor. L-am menționat doar pentru că a fost primul computer digital electronic din lume.
Al Doilea Război Mondial a influențat dezvoltarea tehnologiei informatice în Statele Unite. Armata avea nevoie de mese care erau folosite atunci când viza artileria grea. Sute de femei au fost angajate pentru a efectua calcule pe mașini de calcul manuale și pentru a completa câmpurile acestor tabele (se credea că femeile sunt mai precise în calcule decât bărbații). Cu toate acestea, procesul a consumat timp și au apărut frecvent erori.
John Moushley, care era familiarizat cu munca lui Atanasoff și Stibblits, a înțeles că armata era interesată de mașinile de calcul. El a cerut finanțare de la armată pentru crearea unui computer electronic. Cererea a fost satisfăcută în 1943, iar Moushley și studentul său J. Presper Eckert au început să proiecteze un computer electronic, pe care l-au numit ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer). ENIAC era format din 18.000 de tuburi vidate și 1.500 de relee, cântărea 30 de tone și consuma 140 de kilowați de energie electrică. Aparatul avea 20 de registre, fiecare dintre acestea putând conține un număr zecimal de 10 cifre. (Registrul zecimal este o memorie foarte mică care poate deține un număr până la un anumit număr maxim de cifre, ceva asemănător unui odometru care reține kilometrii parcurși de o mașină.) conectori.
Lucrările la mașină au fost finalizate în 1946, când nu mai era nevoie - cel puțin pentru a atinge obiectivele stabilite inițial.
Când războiul s-a încheiat, lui Moushley și Eckert li sa permis să înființeze o școală în care și-au împărtășit munca cu colegii de știință. În această școală a apărut interesul pentru crearea de calculatoare digitale mari.
După apariția școlii, alți cercetători s-au ocupat de proiectarea computerelor electronice. Primul computer funcțional a fost EDSAC (1949). Această mașină a fost proiectată de Maurice Wilkes de la Universitatea din Cambridge. Următorul - JOHNIAC la Rand Corporation, ILLIAC la Universitatea din Illinois, MANIAC la Laboratorul Los Alamos și WEIZAC la Institutul Weizmann din Israel.
Eckert și Moushley au început curând să lucreze la mașină. EDVAC(Electronic Discrete Variable Computer - mașină electronică discretă parametrică). Din păcate, acest proiect s-a încheiat când au părăsit universitatea pentru a fonda o corporație de calculatoare în Philadelphia (Silicon Valley nu era încă acolo). După o serie de fuziuni, această companie a devenit Unisys Corporation.
Eckert și Moushley doreau să obțină un brevet pentru invenția unei mașini de calcul digital. După câțiva ani de litigii, s-a luat decizia că brevetul nu este valabil, deoarece computerul digital a fost inventat de Atanasov, deși acesta nu l-a brevetat.
În timp ce Eckert și Moushley lucrau la mașina EDVAC, unul dintre colaboratorii ENIAC, John Von Neumann, a călătorit la Institutul pentru Studii Avansate din Princeton pentru a-și proiecta propria versiune a EDVAC, numită IAS(Immediate Address Storage - memorie cu adresare directă). Von Neumann a fost un geniu în aceleași domenii cu Leonardo da Vinci. Știa multe limbi, era expert în fizică și matematică, avea o memorie fenomenală: își amintea tot ce auzise, văzuse sau citise vreodată. Putea cita textual din memorie textul cărților pe care le citise cu câțiva ani în urmă. Când von Neumann a devenit interesat de mașinile de calcul, era deja cel mai faimos matematician din lume.
Von Neumann și-a dat seama curând că construirea de computere cu multe întrerupătoare și cabluri era consumatoare de timp și foarte plictisitoare. A ajuns la concluzia că programul ar trebui să fie reprezentat în memoria computerului în formă digitală, alături de date. El a remarcat, de asemenea, că aritmetica zecimală folosită în mașina ENIAC, unde fiecare cifră era reprezentată de zece tuburi vidate A pornite și 9 oprite), ar trebui înlocuită cu aritmetică binară paralelă. Apropo, Atanasov a ajuns la o concluzie similară doar câțiva ani mai târziu.
Proiectul principal pe care von Neumann l-a descris pentru prima dată este acum cunoscut ca mașină de calcul von Neumann... A fost folosit în EDSAC, prima mașină cu un program în memorie, și chiar și acum, mai bine de jumătate de secol mai târziu, stă la baza majorității calculatoarelor digitale moderne. Ideea în sine și mașina IAS au avut un impact foarte mare asupra dezvoltării ulterioare a tehnologiei informatice, așa că merită să descriem pe scurt proiectul lui von Neumann. Trebuie avut în vedere faptul că, deși proiectul este asociat cu numele lui von Neumann, alți oameni de știință au luat parte activ la dezvoltarea lui - în special, Goldstein. Arhitectura acestei mașini este ilustrată în următoarea figură:
Mașina von Neumann a constat din cinci părți principale: memorie, unitate logică aritmetică, unitate de control și dispozitive de intrare-ieșire. Memoria includea 4096 de cuvinte de 40 de biți fiecare, un bit este 0 sau 1. Fiecare cuvânt conținea fie 2 instrucțiuni de 20 de biți, fie un număr întreg cu semn de 40 de biți. 8 biți au indicat tipul de comandă, iar restul de 12 biți au identificat unul din 4096 de cuvinte. Unitatea de aritmetică și unitatea de control au constituit „centrul creierului” al computerului. La mașinile moderne, aceste blocuri sunt combinate într-un singur microcircuit, numit central procesor (CPU).
În interiorul unității logice aritmetice se afla un registru intern special de 40 de biți, așa-numitul acumulator. O comandă tipică ar adăuga un cuvânt din memorie la un acumulator sau ar stoca conținutul unui acumulator în memorie. Această mașină nu a efectuat aritmetica în virgulă mobilă, deoarece Von Neumann credea că orice matematician competent ar putea ține o virgulă mobilă în cap.
Cam în același timp în care Von Neumann lucra la mașina IAS, cercetătorii MIT își dezvoltau computerul Whirlwind I. Spre deosebire de IAS, ENIAC și alte mașini de același tip cu cuvinte lungi, mașina Whirlwind I avea cuvinte de 16 biți și a fost conceput pentru lucru în timp real. Acest proiect a condus la inventarea memoriei cu miez magnetic de către Jay Forrester, iar apoi la primul mini-computer produs în masă.
La acea vreme, IBM era o companie mică care producea carduri perforate și mașini de sortare mecanice pentru carduri perforate. Deși IBM a finanțat parțial proiectul lui Aiken, nu a fost interesat de computere și a construit computerul 701 abia în 1953, la mulți ani după ce compania lui Eckert și Moushley, UNIVAC, a devenit numărul unu pe piața calculatoarelor.
701 avea 2048 de cuvinte de 36 de biți, fiecare cuvânt conținând două instrucțiuni. 701 a devenit primul computer care a dominat piața timp de zece ani. Trei ani mai târziu, 704 a venit cu 4 KB de memorie cu miez magnetic, instrucțiuni pe 36 de biți și un procesor în virgulă mobilă. În 1958, IBM a început să lucreze la ultimul computer cu tub vid, 709, care era în esență o versiune sofisticată a lui 704.
A doua generație - tranzistoare (1955-1965)
Tranzistorul a fost inventat de membrii personalului Bell Laboratories, John Bardeen, Oohn Bardeen, Walter Brattain și William Shockley, pentru care au primit Premiul Nobel pentru Fizică în 1956. În zece ani, tranzistorii au revoluționat producția de computere, iar până la sfârșitul anilor 1950, computerele cu tub vid erau deja iremediabil depășite. Primul computer cu tranzistori a fost construit la laboratorul MIT (Massachusetts Institute of Technology). Conținea cuvinte de 16 biți, la fel ca Whirlwind I. Computerul a fost numit TX-0(Computer experimental cu tranzistori 0 - calculator cu tranzistor experimental 0) și a fost destinat doar pentru testarea viitoarei mașini TX-2.
Aparatul TX-2 nu a contat prea mult, dar unul dintre inginerii din acest laborator, Kenneth Olsen, a fondat DEC (Digital Equipment Corporation) în 1957 pentru a produce o mașină în serie similară cu TX-0. Această mașină, PDP-1, nu a apărut decât patru ani mai târziu, în principal pentru că cei care au finanțat DEC au considerat că nu este profitabil să producă computere. Prin urmare, DEC a vândut în principal plăci electronice mici.
Calculatorul PDP-1 a apărut abia în 1961. Avea 4096 de cuvinte de 18 biți și o viteză de 200.000 de instrucțiuni pe secundă. Acest parametru era jumătate din cel al lui 7090, echivalentul tranzistorului al lui 709. PDP-1 era cel mai rapid computer din lume la acea vreme. PDP-1 a costat 120.000 USD, în timp ce 7090 USD a costat milioane. DEC a vândut zeci de calculatoare PDP-1 și a luat naștere industria calculatoarelor.
Una dintre primele mașini PDP-1 a fost dată MIT, unde a atras imediat atenția unor tineri cercetători promițători. Una dintre inovațiile lui PDP-1 a fost un afișaj de 512 x 512 pixeli pe care puteau fi desenate puncte. Curând, studenții MIT au creat un program special PDP-1 pentru a juca War of the Worlds, primul joc pe computer din lume.
Câțiva ani mai târziu, DEC a dezvoltat PDP-8, un computer pe 12 biți. PDP-8 a costat mult mai puțin decât PDP-1 A (6.000 USD). Principala inovație este singurul autobuz (omnibus) prezentat în fig. 1.5. Obosi este un set de fire conectate în paralel pentru conectarea componentelor computerului. Această inovație a distins radical PDP-8 de IAS. Această structură a fost folosită de atunci în toate computerele. DEC a vândut 50.000 de calculatoare PDP-8 și a devenit lider pe piața de mini-computere.
După cum s-a menționat, odată cu invenția tranzistorilor, IBM a construit versiunea de tranzistor 709 - 7090, iar mai târziu 7094. Această versiune a avut un timp de ciclu de 2 microsecunde și memoria a constat din 32.536 de cuvinte de 36 de biți. 7090 și 7094 au fost ultimele calculatoare de tip ENIAC, dar au fost utilizate pe scară largă pentru calcule științifice în anii 60 ai secolului trecut.
IBM a realizat, de asemenea, 1401 computere pentru tranzacții comerciale. Acest aparat putea citi și scrie benzi magnetice și carduri perforate și poate imprima rezultate la fel de repede ca 7094, dar la un cost mai mic. Nu era potrivit pentru calculul științific, dar era foarte convenabil pentru păstrarea înregistrărilor comerciale.
1401 nu avea registre și nici o lungime fixă a cuvântului. Memoria conținea 4.000 de octeți a câte 8 biți fiecare (în modelele ulterioare, volumul a crescut la un nivel inimaginabil de 16.000 de octeți la acel moment). Fiecare octet conținea un caracter de 6 biți, un bit administrativ și un bit pentru a indica sfârșitul unui cuvânt. Comanda MOVE, de exemplu, are o adresă sursă și o adresă destinație. Această comandă mută octeții de la prima adresă la a doua până când bitul de sfârșit de cuvânt este 1.
În 1964, CDC (Control Data Corporation) a lansat 6600, care a rulat cu aproape un ordin de mărime mai rapid decât 7094. Acest computer pentru calcule complexe a fost foarte popular, iar CDC a mers în sus. Secretul unei astfel de performanțe înalte era că în interiorul CPU (unitatea centrală de procesare) se afla o mașină cu un grad ridicat de paralelism. Avea mai multe dispozitive funcționale pentru adunare, înmulțire și împărțire și toate puteau funcționa în același timp. Pentru ca mașina să funcționeze rapid, a fost necesar să se scrie un program bun și, cu ceva efort, a fost posibil ca mașina să execute 10 comenzi în același timp.
Mai multe computere mici au fost construite în interiorul mașinii 6600. Procesorul central, prin urmare, efectua doar numărarea numerelor, iar funcțiile rămase (controlul funcționării mașinii, precum și intrarea și ieșirea informațiilor) erau efectuate de calculatoare mici. Unele dintre principiile de funcționare ale 6600 sunt utilizate în calculatoarele moderne.
Designerul de calculatoare 6600, Seymour Cray, a fost la fel de legendar ca von Neumann. Și-a dedicat întreaga viață creării unor computere foarte puternice, care se numesc acum supercalculatoare... Printre acestea se numără 6600, 7600 și Sgau-1. Seymour Cray este, de asemenea, autorul celebrului „algoritm de cumpărare a mașinii”: te duci la magazinul cel mai apropiat de casa ta, arăți spre mașina cea mai apropiată de ușă și spui: „O voi lua pe aceasta”. Acest algoritm vă permite să petreceți un minim de timp pe lucruri nu foarte importante (cumpărarea de mașini) și permite de cele mai multe ori pe cele importante (dezvoltarea de supercomputere).
Un alt computer care merită menționat este Burroughs B5000. Designerii mașinilor PDP-1, 7094 și 6600 au fost cu totul despre hardware, încercând să-l mențină jos (DEC) sau să-l facă să ruleze mai repede (IBM și CDC). Software-ul nu s-a schimbat. Producătorii B5000 au luat o cale diferită. Ei au proiectat mașina cu intenția de a o programa în Algol 60 (predecesorul limbajelor C și Java), proiectând hardware-ul pentru a ușura munca compilatorului. Așa a apărut ideea că atunci când
Atunci când proiectați un computer, trebuie să luați în considerare și software-ul. Dar această idee a fost uitată curând.
A treia generație - circuite integrate (1965-1980)
Invenția din 1958 de către Robert Noyce a circuitului integrat de siliciu a însemnat că zeci de tranzistoare puteau fi plasate pe un mic microcircuit. Calculatoarele cu circuit integrat erau mai mici, mai rapide și mai ieftine decât predecesorii lor cu tranzistori.
Până în 1964, IBM era lider pe piața computerelor, dar a existat o mare problemă: computerele 7094 și 1401 pe care le fabrica erau incompatibile între ele. Unul dintre ele era destinat calculelor complexe, folosea aritmetica binară în registre de 36 de biți, al doilea folosea un sistem numeric zecimal și cuvinte de diferite lungimi. Mulți cumpărători aveau ambele computere și nu le-a plăcut faptul că erau complet incompatibile.
Când a venit timpul să înlocuiască aceste două serii de computere, IBM a făcut pasul. A lansat linia System / 360 de calculatoare cu tranzistori care au fost proiectate atât pentru calculul științific, cât și pentru cel comercial. Linia System / 360 a avut multe inovații. Era o întreagă familie de calculatoare pentru a lucra cu o singură limbă (asamblare). Fiecare model nou avea mai multe caracteristici decât precedentul. Compania a putut înlocui 1401 cu 360 (modelul 30) și 7094 cu 360 (modelul 75). Modelul 75 era mai mare, mai rapid și mai scump, dar programele scrise pentru unul puteau fi folosite în altul. În practică, programele scrise pentru modelul mic au fost executate de modelul mare fără prea multe dificultăți. Dar în cazul transferului de software de la o mașină mare la una mică, este posibil să nu existe suficientă memorie. Cu toate acestea, crearea unei astfel de linii de computere a fost o mare realizare. Ideea de a crea familii de calculatoare a devenit curând foarte populară și, de-a lungul anilor, majoritatea companiilor de calculatoare au produs o serie de mașini similare cu costuri și funcții diferite. Masa mai jos sunt prezentați câțiva parametri ai primelor modele din familia 360. Despre alte modele ale acestei familii vom vorbi mai târziu.
Primele modele din seria IBM 360:
| Opțiuni | Modelul 30 | Modelul 40 | Modelul 50 | Modelul 65 |
| Performanță relativă | 1 | 3,5 | 10 | 21 |
| Durata ciclului (ns) | 1000 | 625 | 500 | 250 |
| Dimensiunea maximă a memoriei (octeți) | 65536 | 262144 | 262144 | 524288 |
| Numărul de octeți apelați din memorie într-un ciclu | 1 | 2 | 4 | 16 |
| Număr maxim de canale de date | 3 | 3 | 4 | 6 |
O altă inovație în 360 - multiprogramare... Mai multe programe puteau fi simultan în memoria computerului, iar în timp ce un program aștepta încheierea procesului I/O, celălalt se executa. Ca urmare, resursele procesorului au fost utilizate mai eficient.
360 a fost prima mașină care a emulat complet alte computere. Modelele mici puteau emula 1401, iar cele mari puteau emula 7094, astfel încât programatorii își puteau lăsa vechile programe neschimbate și le puteau folosi cu 360. Unele modele 360 executau programe scrise pentru 1401 mult mai rapid decât 1401 în sine, așa că a devenit inutil să rescrie programele. ...
Calculatoarele din seria 360 ar putea emula munca altor computere, deoarece au fost construite folosind microprogramare. Au fost scrise doar trei firmware: unul pentru setul de instrucțiuni 360, unul pentru setul de instrucțiuni 1401 și unul pentru setul de instrucțiuni 7094. Nevoia de flexibilitate a fost unul dintre principalele motive pentru utilizarea microprogramarii.
360 a fost capabil să rezolve dilema dintre notația binară și zecimală: acest computer avea 16 registre de 32 de biți pentru aritmetică binară, dar memoria era formată din octeți, ca și 1401. 360 a folosit aceleași comenzi pentru a muta înregistrările de dimensiuni diferite de la o parte a memoriei la alta, cum ar fi Willow 1401.
360 avea o capacitate de memorie de 224 de octeți (16 MB). În acele zile, această cantitate de memorie părea enormă. Linia 360 a fost înlocuită ulterior cu linia 370, apoi 4300, 3080, 3090. Toate aceste computere aveau o arhitectură similară. La mijlocul anilor 1980, 16 MB de memorie au devenit insuficiente, iar IBM a trebuit să renunțe parțial la compatibilitate pentru a trece la adresarea pe 32 de biți, care era necesară pentru o memorie de 2 32 de octeți.
S-ar presupune că, deoarece mașinile aveau cuvinte și registre de 32 de biți, ar putea foarte bine să aibă adrese de 32 de biți. Dar la vremea aceea, nimeni nu-și putea imagina nici măcar un computer cu 16 MB de memorie. A da vina pe IBM pentru lipsa de previziune este ca și cum a da vina pe producătorii moderni de computere personale pentru numai adrese pe 32 de biți. Poate că în câțiva ani cantitatea de memorie din computere va fi mult mai mare de 4 GB, iar apoi adresele pe 32 de biți nu vor fi suficiente.
Lumea mini-computerelor a făcut un mare pas înainte în a treia generație cu producția liniei de calculatoare PDP-11, succesorii lui PDP-8 cu cuvinte pe 16 biți. În multe privințe, PDP-11 era fratele mai mic al lui 360, iar PDP-1 era fratele mai mic al lui 7094. Atât 360 și PDP-11 aveau registre, cuvinte, memorie cu octeți și ambele avea prețuri diferite și funcții diferite... PDP-1 a fost utilizat pe scară largă, în special în universități, iar DEC a continuat să conducă industria mini-calculatoarelor.
A patra generație - circuite integrate la scară foarte mare (1980-?)
Ieșirea circuite integrate foarte mari (VLSI) in anii 80 a permis sa se puna pe o placa mai intai zeci de mii, apoi sute de mii si, in final, milioane de tranzistoare. Acest lucru a dus la crearea unor computere mai mici și mai rapide. Înainte de PDP-1, computerele erau atât de mari și scumpe încât companiile și universitățile trebuiau să aibă departamente dedicate ( centre de calcul). Până în anii 1980, prețurile au scăzut atât de dramatic încât capacitatea de a cumpăra computere a apărut nu numai de la organizații, ci și de la indivizi. Era computerelor personale a început.
Calculatoarele personale erau necesare în scopuri foarte diferite față de predecesorii lor. Au fost folosite pentru procesarea de text, foi de calcul și aplicații extrem de interactive (cum ar fi jocuri) pe care computerele mari nu le puteau gestiona.
Primele computere personale au fost vândute ca truse. Fiecare kit conținea o placă de circuit imprimat, un set de circuite integrate, incluzând de obicei un circuit Intel 8080, câteva cabluri, o sursă de alimentare și uneori o unitate de dischetă de 8 inchi. Cumpărătorul a trebuit să asambleze singur computerul din aceste părți. Software-ul nu a fost inclus cu computerul. Cumpărătorul trebuia să scrie singur software-ul. Mai târziu a existat sistemul de operare CP/M, scris de Gary Kildall pentru Intel 8080. Acest sistem de operare a fost plasat pe o dischetă și includea un sistem de gestionare a fișierelor și un interpret pentru executarea comenzilor utilizatorului care erau tastate de la tastatură.
Un alt computer personal, Apple (și mai târziu Apple II), a fost dezvoltat de Steve Jobs și Steve Wozniak. Acest computer a devenit extrem de popular printre utilizatorii casnici și școlile, ceea ce, într-o clipă, a făcut din Apple un jucător serios pe piață.
Urmărind ceea ce făceau alte companii, IBM, pe atunci lider pe piața calculatoarelor, a decis și el să intre în producția de computere personale. Dar în loc să construiască un computer de la zero cu componente IBM individuale, ceea ce ar fi durat prea mult, compania i-a dat unuia dintre angajații săi, Philip Estridge, o sumă mare de bani, ia ordonat să meargă undeva departe de a interfera cu toți birocrații. la sediul companiei din Armonk, NY, și să nu se întoarcă până când nu este instalat un computer personal funcțional. Estridge a deschis o fabrică suficient de departe de sediul companiei (în Florida), a luat un Intel 8088 ca procesor central și a construit un computer personal din componente diferite. Acest computer (IBM PC) a apărut în 1981 și a devenit cel mai cumpărat computer din istorie.
Cu toate acestea, IBM a făcut un lucru pe care l-a regretat ulterior. În loc să păstreze secretul designului mașinii (sau cel puțin să se patenteze) așa cum o făcea de obicei, compania a publicat proiectele complete, inclusiv toate circuitele electronice, într-o carte de 49 de dolari. Această carte a fost publicată pentru a permite altor companii să producă carduri plug-in pentru PC-ul IBM, ceea ce ar crește compatibilitatea și popularitatea acestui computer. Din păcate pentru IBM, de îndată ce proiectul IBM PC s-a răspândit, multe companii au început să facă clonele PC-uri și adesea le vindeau mult mai ieftin decât IBM (din moment ce toate piesele computerului erau ușor de obținut). Astfel a început producția rapidă de computere personale.
Deși unele companii (cum ar fi Commodore, Apple și Atari) au realizat computere personale folosind propriile procesoare mai degrabă decât procesoare Intel, potențialul PC-urilor IBM era atât de mare încât alte companii s-au străduit să-și facă drum. Doar câțiva dintre ei au reușit să supraviețuiască, și apoi doar pentru că s-au specializat în domenii înguste, de exemplu, în producția de stații de lucru sau supercomputere.
Prima versiune a PC-ului IBM a fost echipată cu sistemul de operare MS-DOS, care a fost produs de micuța corporație Microsoft de atunci. IBM și Microsoft au dezvoltat împreună sistemul de operare OS / 2 care a urmat MS-DOS, care a prezentat interfata grafica cu utilizatorul(Graphical User Interface, GUI), similar cu interfața Apple Macintosh. Între timp, Microsoft a dezvoltat și propriul său sistem de operare Windows, care rula pe MS-DOS, în cazul în care OS / 2 nu mai era solicitat. OS / 2 nu a fost într-adevăr solicitat, iar Microsoft a continuat să lanseze cu succes sistemul de operare Windows, ceea ce a provocat o dispută uriașă între IBM și Microsoft. Legenda despre cât de mic Intel și chiar mai mic decât Intel, Microsoft a reușit să răstoarne IBM, una dintre cele mai mari, mai bogate și mai puternice corporații din istoria lumii, este expusă în școlile de afaceri din întreaga lume.
Succesul inițial al procesorului 8088 a încurajat Intel să facă îmbunătățiri suplimentare. De remarcat este versiunea 386, lansată în 1985, primul membru al liniei Pentium. Procesoarele Pentium moderne sunt mult mai rapide decât 386, dar din punct de vedere arhitectural sunt pur și simplu versiuni mai puternice.
La mijlocul anilor 1980, CISC (Complex Instruction Set Computer) a fost înlocuit cu computerul RISC (Reduced Instruction Set Computer). Comenzile RISC erau mai simple și mult mai rapide. În anii 90 au apărut procesoare superscalare care puteau executa multe instrucțiuni în același timp, de multe ori nu în ordinea în care se aflau în program.
Până în 1992, computerele personale erau pe 8, 16 și 32 de biți. Apoi a venit revoluționarul Alpha pe 64 de biți de la DEC, un adevărat computer RISC care a depășit cu mult toate celelalte PC-uri în ceea ce privește performanța. Cu toate acestea, succesul comercial al acestui model s-a dovedit a fi foarte modest - doar un deceniu mai târziu, mașinile pe 64 de biți au câștigat popularitate și chiar și atunci doar ca servere profesionale.
A cincea generație - computere invizibile
În 1981, guvernul japonez și-a anunțat intenția de a aloca 500 de milioane de dolari companiilor naționale pentru a dezvolta computere de generația a cincea bazate pe tehnologii de inteligență artificială, care ar fi trebuit să stoarce mașinile din generația a patra „strâns la cap”. Privind companiile japoneze câștigând rapid poziții pe piață în industrii, de la aparate foto la aparate stereo și televizoare, producătorii americani și europeni s-au grăbit în panică să ceară subvenții similare și alt sprijin din partea guvernelor lor. Cu toate acestea, în ciuda zgomotului mare, proiectul de computer japonez de generația a cincea sa dovedit în cele din urmă ineficient și a fost băgat cu grijă într-un sertar din spate. Într-un fel, această situație s-a dovedit a fi apropiată de cea cu care se confruntă Babbage: ideea era atât de înaintea timpului său încât nu exista o bază tehnologică adecvată pentru implementarea ei.
Cu toate acestea, ceea ce poate fi numit a cincea generație de computere s-a materializat totuși, dar într-o formă foarte neașteptată - computerele au început să scadă rapid. Apple Newton, introdus în 1993, a dovedit clar că un computer poate încăpea într-o carcasă de dimensiunea unui casetofon. Introducerea scrisului de mână implementat în Newton părea să complice lucrurile, dar ulterior interfața cu utilizatorul a mașinilor similare, care sunt acum numite secretare electronice personale(Asistent digital personal, PDA), sau pur și simplu calculatoare de buzunar, a fost îmbunătățit și a câștigat o mare popularitate. Multe computere de buzunar de astăzi sunt la fel de puternice ca și computerele convenționale în urmă cu doi sau trei ani.
Dar nici computerele de buzunar nu au fost cu adevărat revoluționare. Se acordă mult mai multă importanță așa-numitelor computere „invizibile” - cele care sunt încorporate în aparatele de uz casnic, ceasuri, carduri bancare și un număr mare de alte dispozitive. Procesoarele de acest tip oferă o funcționalitate largă și o gamă la fel de largă de aplicații la un preț foarte rezonabil. Întrebarea dacă este posibil să se reducă aceste microcircuite într-o singură generație cu drepturi depline (și există
sunt din anii 1970) rămâne controversată. Faptul este că extind capacitățile dispozitivelor de uz casnic și ale altor dispozitive cu un ordin de mărime. Deja, influența computerelor invizibile asupra dezvoltării industriei mondiale este foarte mare, iar de-a lungul anilor va crește. Una dintre caracteristicile acestor tipuri de computere este că hardware-ul și software-ul lor sunt adesea proiectate folosind metoda co-dezvoltare.
Concluzie
Deci, computerele bazate pe tuburi cu vid (cum ar fi ENIAC), la al doilea - mașini cu tranzistori ( IBM 7094), la al treilea - primele calculatoare pe circuite integrate ( IBM 360), la al patrulea - computere personale (linii CPU Intel). În ceea ce privește a cincea generație, aceasta este mai mult asociată nu cu o arhitectură specifică, ci cu o schimbare de paradigmă. Calculatoarele viitorului vor fi încorporate în toate dispozitivele imaginabile și de neconceput și datorită acestui fapt vor deveni cu adevărat invizibile. ei
vor intra ferm în viața de zi cu zi - vor deschide uși, vor aprinde lămpile, vor distribui bani și vor îndeplini mii de alte sarcini. Acest model, dezvoltat de Mark Weiser în perioada sa ulterioară, a fost inițial numit informatizare omniprezentă, dar acum termenul „ informatizare generalizată". Acest fenomen promite să schimbe lumea la fel de radical ca și revoluția industrială.
Bazat pe cartea lui E. Tannenbaum „Arhitectura computerului”, ediția a V-a.
