Краткая история развития вычислительной техники в таблице

С самого начала истории человечества люди сталкивались с необходимостью счета и вычислений. В далекой древности использовались счетные устройства во всех областях жизни, начиная от торговли и заканчивая астрономией. Изобретения человека для облегчения вычислений представлены в краткой таблице истории развития вычислительной техники.

Оглавление:

• Этапы эволюции средств вычисления
• Ручные приспособления
• Механические приборы для счета
• Электронные устройства

Этапы эволюции средств вычисления

Изобретение вычислительных средств происходило периодами развития от простого к сложному. От элементарных и наглядных ручных устройств человечество переходило к сложным механическим и электронным изобретениям.

Ручные приспособления

Естественным образом древние люди использовали в качестве инструмента для вычислений самый доступный предмет, который всегда был под рукой, то есть собственное тело. Пальцы на руках и ногах хорошо подходили для счета небольшого количества предметов или для выполнения простейших математических действий. Другие ручные приспособления:

1. Камни. Когда людям не хватало для счета пальцев, они использовали какие-либо мелкие предметы. Камни отлично справлялись с этой задачей, потому что их было много и они были доступны. Люди разделяли их на небольшие кучки, в каждой из которых находилось по десять камешков (по числу пальцев на руках). Затем удавалось подсчитать количество десятков.
2. Счетные палочки мало чем отличались от камней по принципу вычисления. Здесь десятком была не группа из десяти камешков, а кусочек дерева, окрашенный в цвет, отличающийся от единичных.
3. Финикийские глиняные фигурки также предназначались для наглядного представления числа.
4. Абак (счеты) — в разных странах такое счетное приспособление называли по-разному, но внешне все вариации были схожи. Это была доска, в которой имелось несколько углублений. Первое означало единицы, второе — десятки, третье — сотни и т. д. В каждом углублении было по десять шариков, они показывали количество того или иного разряда. Также был вариант, когда счеты представляли собой рамку, в которую были вмонтированы оси из проволоки или веревки с нанизанными шариками.
5. Логарифмическая линейка — плоская деревянная пластина, на которую была нанесена таблица логарифмов. Это изобретение было опубликовано в 1614 году шотландским математиком Джоном Непером. Устройства такого типа использовались инженерами до тех пор, пока не появились карманные калькуляторы. На основе этого счетного приспособления были созданы вычислители разного назначения: артиллерийские, навигационные, офицерские и другие линейки.

Механические приборы для счета

После не очень удобных в использовании ручных приспособлений для счета были изобретены устройства с использованием зубчатых шестеренок. Так начался механический этап в развитии вычислительной техники.

Калькуляторы древности и Средневековья

Самым древним приспособлением этого типа является удивительный Антикитерский механизм, найденный на останках античного корабля. С помощью более чем 30 шестеренок и нескольких циферблатов он позволял проводить сложнейшие наблюдения за небесными телами.

Позднее механические аппараты, подобные Антикитерскому, были забыты до XVII века, когда Блез Паскаль представил свою суммирующую машину в 1642 году. Прибор мог складывать и вычитать по два числа, а умножение и деление осуществлялись при помощи повторения действий.

В 1672 году Готфрид Вильгельм Лейбниц создал арифмометр — ступенчатый вычислитель, первый механический калькулятор. Механизм был способен складывать, вычитать, делить и умножать.

Для нужд разведки и войны

Механические вычислительные машины были популярны до середины прошлого столетия. В 1938 г. немецкий инженер Конрад Цузе создал устройство Z1 (позже появились Z2, Z3, Z4). Это была первая программируемая машина для счета. Она могла выполнять до одного сложения в секунду и одно умножение за пять секунд. Также аппарат обладал памятью, способной вместить 64 22-разрядных числа. Машину выпускали до 1989 года.

После Z1 в 1939 году появился электромеханический компьютер Z2. Построен он был не на транзисторах, а на переключателях (устройствах, прерывающих поступление тока в электрическую цепь) и реле (важный элемент в автоматических приборах, скачкообразно принимающий конечное число значений выходной величины).

Во время Второй мировой войны британцы достигли значительных успехов в дешифровании закодированных немецких переговоров. Код анализировали электромеханические машины, которые назывались бомбами. Эти дешифраторы разработали Алан Тьюринг и Гордон Уэлшман. Приборы работали простым методом: перебирая все значения, случайным образом находились правильные.

Механические вычислительные устройства очень широко использовались во время Второй мировой войны. Они были основой прицелов для сброса бомб и приборов управления зенитным огнем. В первых космических кораблях измерительные приборы были механические.

Начало эры ЭВМ

В 1944 г. был создан первый американский программируемый компьютер Марк I, произведенный компанией IBM (International Business Machines), существующей по сей день. Этот прибор уже можно считать электронно-механическим. За одну секунду он мог выполнить три операции сложения, умножение занимало 6 секунд, а деление — 15,3 с. В разработку этого прибора было вложено 500 тыс. долларов.

Главным отличием Марка I от других вычислительных механизмов было то, что это была первая полностью автоматическая счетная машина, у нее отсутствовала необходимость в каком-либо вмешательстве человека в процесс счета.

Вычислительные машины такого типа продолжали использоваться до 1960-х годов, позже (в 1980-х) их полностью вытеснили электронные калькуляторы с дисплеями из ламп-индикаторов.

Электронные устройства

Эра современной информатики, то есть приспособлений для вычислений без использования механики, началась с 1960-х годов. В 1961 году появились первые электронные калькуляторы, например, британский ANITA Mark VII. Прибор обладал дисплеем с 13-цифровым разрешением (то есть на экране могло поместиться одновременно 13 цифр) и мог выполнять четыре математические операции. Преимуществом этого калькулятора был не очень большой размер. Компьютерная техника играет в жизни современного человека необычайно важную роль:

1. Первое поколение — ламповые компьютеры. Эти устройства были очень громоздкими, так как их процессоры созданы из огромного количества ламп, иногда оно доходило до 5—10 тысяч штук. Такие приспособления потребляли большое количество электроэнергии, например, американский UNIVAC1 состоял из 5200 электровакуумных ламп и требовал 125 киловатт энергии. Первые компьютеры были построены по принципу совместного хранения команд (так называемая архитектура фон Неймана) и оснащены памятью из ферритовых колец, каждое из которых равнялось одному биту.
2. Транзисторные вычислители являются важным шагом в истории развития вычислительной техники. Это изобретение было более совершенной альтернативой хрупкой и энергоемкой электровакуумной лампе. Благодаря этому усовершенствованию компьютеры стали потреблять меньше электричества, размер устройств тоже уменьшился. Также снизилось время на выполнение разного вида задач.
3. Компьютеры, построенные на интегральных схемах, сильно отличались от предыдущего поколения. Здесь транзисторы, из которых была построена схема, имели очень маленький размер и низкое энергопотребление. На нескольких квадратных сантиметрах могли находиться сотни миллионов элементов.
4. Четвертое поколение (актуальное в наши дни) — компьютеры с использованием микропроцессоров. В 1969 г. компанией по производству полупроводниковых изделий Intel было предложено создание однокристальных центральных процессоров. Это значило, что вместо нескольких интегральных микросхем нужно создать всего лишь одну, главную, которая должна выполнять все операции, записанные в её коде.

После изобретения таких чипов началось массовое производство домашних компьютеров. Процессоры совершенствуются до сих пор благодаря увеличению количества полупроводников на единицу площади. В это же время создается масса технических изобретений в сфере периферийных устройств для ввода, вывода и хранения информации.

К пятому поколению относят компьютеры, которые должны стать следующим пунктом в развитии электронных вычислительных приспособлений.