Stručná historie vývoje výpočetních nástrojů. Generace výpočetní techniky

Raná zařízení a počítací zařízení

Lidstvo se naučilo používat nejjednodušší počítací zařízení před tisíci lety. Nejoblíbenější byla potřeba určovat počet položek používaných při barterovém obchodu. Jedním z nejjednodušších řešení bylo použití hmotnostního ekvivalentu měněného předmětu, který nevyžadoval přesný přepočet počtu jeho součástí. Pro tyto účely byly použity nejjednodušší bilanční váhy, které se tak staly jedním z prvních přístrojů pro kvantitativní stanovení hmotnosti.

Princip ekvivalence byl široce používán v jiném, mnohým známým, nejjednodušším počítacím zařízením, Abacus nebo Abacus. Počet spočítaných předmětů odpovídal počtu přemístěných domino tohoto nástroje.

Poměrně složitým zařízením na počítání by mohl být růženec, používaný v praxi mnoha náboženství. Věřící jako na počítadle počítal počet modliteb vyslovených na zrnkách růžence, a když míjel plný kruh růžence, pohyboval speciálními zrny počítadla na samostatném ocasu, označujícím počet spočítaných kruhů.

S vynálezem ozubených kol se objevila mnohem složitější zařízení pro provádění výpočtů. Antikythérský mechanismus, objevený na počátku 20. století, který byl nalezen na místě vraku starověké lodi, která se potopila kolem roku 65 př.n.l. E. (podle jiných zdrojů až v roce 87 př. n. l.) dokonce uměl simulovat pohyb planet. Pravděpodobně se používal pro kalendářní výpočty pro náboženské účely, předpovídal zatmění Slunce a Měsíce, určoval dobu setby a sklizně atd. Výpočty byly prováděny spojením více než 30 bronzových kol a několika číselníků; Pro výpočet měsíčních fází byl použit diferenciální přenos, jehož vynález výzkumníci po dlouhou dobu připisovali nejdříve 16. století. S odcházejícím starověkem však byly dovednosti vytváření takových zařízení zapomenuty; Trvalo asi jeden a půl tisíce let, než se lidé znovu naučili vytvářet mechanismy podobné složitosti.

"Počítání hodin" od Wilhelma Schickarda

Následovaly stroje Blaise Pascala (Pascalina, 1642) a Gottfrieda Wilhelma Leibnize.

ANITA Mark VIII, 1961

V tehdejším Sovětském svazu byl nejznámějším a nejrozšířenějším kalkulátorem mechanická sčítačka Felix, vyráběná v letech 1929 až 1978 v továrnách v Kursku (závod Schetmash), Penze a Moskvě.

Vznik analogových počítačů v předválečných letech

Hlavní článek: Historie analogových počítacích strojů

Diferenciální analyzátor, Cambridge, 1938

První elektromechanické digitální počítače

Z-série od Konrada Zuse

Reprodukce počítače Zuse Z1 v Technologickém muzeu v Berlíně

Zuse a jeho společnost postavili další počítače, z nichž každý začínal velkým písmenem Z. Nejznámějšími stroji byly Z11, prodávané optickému průmyslu a univerzitám, a Z22, první počítač s magnetickou pamětí.

Britský kolos

V říjnu 1947 se ředitelé Lyons & Company, britské společnosti, která vlastnila řetězec obchodů a restaurací, rozhodli aktivně zapojit do rozvoje komerčního vývoje počítačů. Počítač LEO I byl uveden do provozu v roce 1951 a byl prvním počítačem na světě, který byl pravidelně používán pro běžnou kancelářskou práci.

Stroj Manchester University se stal prototypem pro Ferranti Mark I. První takový stroj byl univerzitě dodán v únoru 1951 a v letech 1951 až 1957 bylo prodáno nejméně devět dalších.

Počítač IBM 1401 druhé generace, který byl uveden na trh na počátku 60. let 20. století, obsadil zhruba třetinu celosvětového trhu s počítači, přičemž se prodalo více než 10 000 těchto strojů.

Použitím polovodičů se zlepšil nejen centrální procesor, ale i periferní zařízení. Druhá generace zařízení pro ukládání dat umožnila ušetřit desítky milionů znaků a čísel. Objevilo se rozdělení na pevně fixované ( pevný) úložná zařízení připojená k procesoru vysokorychlostním datovým spojem a vyjímatelná ( odnímatelné) zařízení. Výměna diskové kazety ve vyměnitelném zařízení trvala jen několik sekund. Kapacita vyměnitelných médií byla sice obvykle nižší, ale jejich vyměnitelnost umožnila ušetřit téměř neomezené množství dat. Magnetická páska se běžně používala pro archivaci dat, protože poskytovala větší úložnou kapacitu za nižší cenu.

U mnoha strojů druhé generace byly funkce komunikace s periferními zařízeními delegovány na specializované koprocesory. Například, zatímco periferní procesor čte nebo děruje děrné štítky, hlavní procesor provádí výpočty nebo větvení programu. Jedna datová sběrnice přenáší data mezi pamětí a procesorem během cyklu načítání a provádění instrukce a typicky další datové sběrnice obsluhují periferní zařízení. Na PDP-1 trval cyklus přístupu do paměti 5 mikrosekund; Většina instrukcí vyžadovala 10 mikrosekund: 5 k načtení instrukce a dalších 5 k načtení operandu.

Za nejlepší domácí počítač 2. generace je považován BESM-6, vytvořený v roce 1966.

60. léta 20. století: třetí a následující generace

Rychlý růst používání počítačů začal s tzv. "3. generace" počítačů. Začalo to vynálezem integrovaných obvodů, které nezávisle vyrobili nositelé Nobelovy ceny Jack Kilby a Robert Noyce. To později vedlo k vynálezu mikroprocesoru Tadem Hoffem (Intel).

Nástup mikroprocesorů vedl k vývoji mikropočítačů, malých, levných počítačů, které mohly být vlastněny malými společnostmi nebo jednotlivci. Mikropočítače, členové čtvrté generace, se poprvé objevily v 70. letech 20. století, staly se všudypřítomnými v 80. letech a dále. Steve Wozniak, jeden ze zakladatelů Apple Computer, se proslavil jako vývojář prvního sériově vyráběného domácího počítače a později i prvního osobního počítače. Počítače založené na architektuře mikropočítačů, se schopnostmi přidanými od jejich větších bratranců, nyní dominují většině segmentů trhu.

V SSSR a Rusku

40. léta 20. století

V roce 1948 pod vedením doktora fyzikálních a matematických věd S. A. Lebeděva začaly v Kyjevě práce na vytvoření MESM (malého elektronického počítacího stroje). V říjnu 1951 byla uvedena do provozu.

Koncem roku 1948 pojmenovali pracovníci Energetického ústavu po. Krizhizhanovsky I. S. Brook a B. I. Rameev dostávají autorské osvědčení na počítači se společnou sběrnicí a v letech 1950-1951. vytvořit to. Tento stroj jako první na světě používá místo elektronek polovodičové (cuprox) diody. Od roku 1948 se Brook zabývá elektronickými digitálními počítači a řízením pomocí výpočetní techniky.

Na konci 50. let byly vyvinuty principy paralelismu výpočtů (A.I. Kitov a další), na jejichž základě byl postaven jeden z nejrychlejších počítačů té doby - M-100 (pro vojenské účely).

V červenci 1961 uvedl SSSR na trh první polovodič univerzálnířídicí stroj "Dněpr" (předtím existovaly pouze specializované polovodičové stroje). Ještě před zahájením sériové výroby s ním probíhaly experimenty na řízení složitých technologických procesů u

Prvním zařízením, které mělo usnadnit počítání, bylo počítadlo. Pomocí abacus domino bylo možné provádět operace sčítání a odčítání a jednoduché násobení.

1642 – Francouzský matematik Blaise Pascal navrhl první mechanický sčítací stroj Pascalina, který uměl mechanicky sčítat čísla.

1673 - Gottfried Wilhelm Leibniz navrhl sčítací stroj, který mohl mechanicky provádět čtyři aritmetické operace.

První polovina 19. století - Anglický matematik Charles Babbage se pokusil sestrojit univerzální výpočetní zařízení, tedy počítač. Babbage to nazval analytický stroj. Stanovil, že počítač musí obsahovat paměť a být řízen programem. Podle Babbage je počítač mechanické zařízení, pro které se nastavují programy pomocí děrných štítků - karet vyrobených ze silného papíru s informacemi vytištěnými pomocí děr (v té době se již hojně používaly na tkalcovských stavech).

1941 - Německý inženýr Konrad Zuse postavil malý počítač založený na několika elektromechanických relé.

1943 - v USA, v jednom z podniků IBM, Howard Aiken vytvořil počítač s názvem „Mark-1“. Umožňoval provádět výpočty stokrát rychleji než ručně (pomocí sčítacího stroje) a používal se pro vojenské výpočty. Používal kombinaci elektrických signálů a mechanických pohonů. "Mark-1" měl rozměry: 15 * 2-5 m a obsahoval 750 000 dílů. Stroj byl schopen vynásobit dvě 32bitová čísla za 4 sekundy.

1943 – v USA začala skupina specialistů vedená Johnem Mauchlym a Prosperem Eckertem konstruovat počítač ENIAC založený na elektronkách.

1945 - matematik John von Neumann byl přizván k práci na ENIAC a připravil zprávu o tomto počítači. Von Neumann ve své zprávě formuloval obecné principy fungování počítačů, tedy univerzálních výpočetních zařízení. Dodnes je naprostá většina počítačů vyrobena podle zásad, které stanovil John von Neumann.

1947 – Eckert a Mauchly zahájili vývoj prvního elektronického sériového stroje UNIVAC (Universal Automatic Computer). První model stroje (UNIVAC-1) byl postaven pro US Census Bureau a uveden do provozu na jaře 1951. Synchronní, sekvenční počítač UNIVAC-1 vznikl na základě počítačů ENIAC a EDVAC. Pracoval s taktovací frekvencí 2,25 MHz a obsahoval asi 5000 elektronek. Vnitřní paměťová kapacita 1000 12bitových dekadických čísel byla implementována na 100 rtuťových zpožďovacích linkách.

1949 – Anglický výzkumník Mornes Wilkes sestrojil první počítač, který ztělesňoval von Neumannovy principy.

1951 – J. Forrester publikoval článek o použití magnetických jader pro ukládání digitální informace Stroj Whirlwind-1 byl první, který používal paměť magnetického jádra. Skládal se ze 2 krychlí s 32-32-17 jádry, které poskytovaly úložiště 2048 slov pro 16bitová binární čísla s jedním paritním bitem.

1952 – IBM vydala svůj první průmyslový elektronický počítač IBM 701, což byl synchronní paralelní počítač obsahující 4 000 elektronek a 12 000 diod. Vylepšená verze stroje IBM 704 se vyznačovala vysokou rychlostí, používala indexové registry a reprezentovala data ve formě s pohyblivou řádovou čárkou.

Po počítači IBM 704 vyšel IBM 709, který se architektonicky blížil strojům druhé a třetí generace. V tomto stroji bylo poprvé použito nepřímé adresování a poprvé se objevily vstupně-výstupní kanály.

1952 – Remington Rand uvádí na trh počítač UNIVAC-t 103, který jako první používal softwarová přerušení. Zaměstnanci společnosti Remington Rand používali algebraickou formu algoritmů psaní nazvanou „Short Code“ (první interpret, vytvořený v roce 1949 Johnem Mauchlym).

1956 – IBM vyvinula plovoucí magnetické hlavy na vzduchovém polštáři. Jejich vynález umožnil vytvořit nový typ paměti – disková paměťová zařízení (SD), jejichž význam byl plně doceněn v následujících desetiletích rozvoje výpočetní techniky. První disková paměťová zařízení se objevila ve strojích IBM 305 a RAMAC. Poslední jmenovaný měl obal složený z 50 kovových disků s magnetickým povlakem, které se otáčely rychlostí 12 000 otáček za minutu. /min. Povrch disku obsahoval 100 stop pro záznam dat, z nichž každá obsahovala 10 000 znaků.

1956 – Ferranti uvádí na trh počítač Pegasus, ve kterém byl poprvé implementován koncept obecných registrů (GPR). S příchodem RON došlo k odstranění rozdílu mezi indexovými registry a akumulátory a programátor měl k dispozici ne jeden, ale hned několik akumulátorových registrů.

1957 - skupina vedená D. Backusem dokončila práci na prvním programovacím jazyce na vysoké úrovni, nazvaném FORTRAN. Jazyk, implementovaný poprvé na počítači IBM 704, přispěl k rozšíření působnosti počítačů.

60. léta 20. století - 2. generace počítačů, počítačové logické prvky jsou implementovány na bázi polovodičových tranzistorových zařízení, vyvíjejí se algoritmické programovací jazyky jako Algol, Pascal a další.

70. léta 20. století - 3. generace počítačů, integrované obvody obsahující tisíce tranzistorů na jednom polovodičovém plátku. Začaly se vytvářet OS a strukturované programovací jazyky.

1974 - několik společností oznámilo vytvoření osobního počítače založeného na mikroprocesoru Intel-8008 - zařízení, které plní stejné funkce jako velký počítač, ale je určeno pro jednoho uživatele.

1975 - objevil se první komerčně distribuovaný osobní počítač Altair-8800 založený na mikroprocesoru Intel-8080. Tento počítač měl pouze 256 bajtů RAM a neexistovala žádná klávesnice ani obrazovka.

Konec roku 1975 – Paul Allen a Bill Gates (budoucí zakladatelé Microsoftu) vytvořili základní jazykový interpret pro počítač Altair, který uživatelům umožňoval jednoduše komunikovat s počítačem a snadno pro něj psát programy.

Srpen 1981 – IBM představilo osobní počítač IBM PC. Hlavním mikroprocesorem počítače byl 16bitový mikroprocesor Intel-8088, který umožňoval pracovat s 1 megabajtem paměti.

80. léta 20. století - 4. generace počítačů postavených na velkých integrovaných obvodech. Mikroprocesory jsou implementovány ve formě jednoho čipu, hromadná výroba osobních počítačů.

devadesátá léta — 5. generace počítačů, ultravelké integrované obvody. Procesory obsahují miliony tranzistorů. Vznik globálních počítačových sítí pro masové použití.

2000 — 6. generace počítačů. Integrace počítačů a domácích spotřebičů, vestavěné počítače, vývoj síťových výpočtů.

Městský vzdělávací ústav střední škola č. 3 okresu Karasuk

Předmět : Historie vývoje výpočetní techniky.

Zkompilovaný:

Student MOUSOSH č. 3

Kočetov Jegor Pavlovič

Manažer a konzultant:

Serdjukov Valentin Ivanovič,

učitel informatiky MOUSOSH č. 3

Karasuk 2008

Relevantnost

Úvod

První kroky ve vývoji počítacích zařízení

Počítací zařízení 17. století

Počítací zařízení z 18. století

Počítací zařízení z 19. století

Vývoj výpočetní techniky na počátku 20. století

Vznik a rozvoj výpočetní techniky ve 40. letech 20. století

Rozvoj výpočetní techniky v 50. letech 20. století

Rozvoj výpočetní techniky v 60. letech 20. století

Rozvoj výpočetní techniky v 70. letech 20. století

Rozvoj výpočetní techniky v 80. letech 20. století

Rozvoj výpočetní techniky v 90. letech 20. století

Role výpočetní techniky v životě člověka

Můj výzkum

Závěr

Bibliografie

Relevantnost

Matematika a informatika se používají ve všech oblastech moderní informační společnosti. Moderní výroba, informatizace společnosti a zavádění moderních informačních technologií vyžadují matematickou a informační gramotnost a kompetence. Školní kurzy informatiky a ICT však dnes často nabízejí jednostranný vzdělávací přístup, který neumožňuje náležitě zvýšit úroveň znalostí kvůli nedostatku matematické logiky nezbytné pro úplné zvládnutí látky. Nedostatečná stimulace tvůrčího potenciálu žáků má navíc negativní dopad na motivaci k učení a ve svém důsledku i na konečnou úroveň dovedností, znalostí a schopností. Jak můžete studovat předmět, aniž byste znali jeho historii? Tento materiál lze využít v hodinách dějepisu, matematiky a informatiky.

V dnešní době je těžké si představit, že se obejdete bez počítačů. Ale není to tak dávno, až do počátku 70. let byly počítače dostupné velmi omezenému okruhu odborníků a jejich použití zůstávalo zpravidla zahaleno tajemstvím a široké veřejnosti málo známé. V roce 1971 však došlo k události, která radikálně změnila situaci a fantastickou rychlostí proměnila počítač v každodenní pracovní nástroj pro desítky milionů lidí.

Úvod

Lidé se naučili počítat pomocí vlastních prstů. Když to nestačilo, objevila se nejjednodušší počítací zařízení. Zvláštní místo mezi nimi zaujímal ABAK, který se rozšířil ve starověkém světě. Poté, po letech lidského vývoje, se objevily první elektronické počítače (počítače). Nejenže urychlily práci na počítači, ale také daly lidem impuls k vytváření nových technologií. Slovo „počítač“ znamená „počítač“, tj. výpočetní zařízení. Potřeba automatizovat zpracování dat včetně výpočtů vznikla již dávno. V dnešní době je těžké si představit, že se obejdete bez počítačů. Ale není to tak dávno, až do počátku 70. let byly počítače dostupné velmi omezenému okruhu odborníků a jejich použití zůstávalo zpravidla zahaleno tajemstvím a široké veřejnosti málo známé. V roce 1971 však došlo k události, která radikálně změnila situaci a fantastickou rychlostí proměnila počítač v každodenní pracovní nástroj pro desítky milionů lidí. V onom bezesporu významném roce vydala téměř neznámá společnost Intel z malého amerického městečka s krásným jménem Santa Clara (Kalifornie) první mikroprocesor. Právě jemu vděčíme za vznik nové třídy výpočetních systémů – osobních počítačů, které dnes používají v podstatě všichni, od žáků základních škol a účetních až po vědce a inženýry. Na konci 20. století si život bez osobního počítače nelze představit. Počítač pevně vstoupil do našich životů a stal se hlavním pomocníkem člověka. Dnes na světě existuje mnoho počítačů od různých společností, různých skupin složitosti, účelů a generací. V této eseji se podíváme na historii vývoje výpočetní techniky a také na stručný přehled možností využití moderních výpočetních systémů a dalších trendů ve vývoji osobních počítačů.

První kroky ve vývoji počítacích zařízení

Historie počítacích zařízení sahá mnoho staletí zpět. Nejstarším počítacím nástrojem, který sama příroda dala člověku k dispozici, byla jeho vlastní ruka. Aby si lidé usnadnili počítání, začali používat prsty nejprve jedné ruky, pak obou a u některých kmenů i prsty u nohou. V 16. století byly techniky počítání prstů popsány v učebnicích.

Dalším krokem ve vývoji počítání bylo použití oblázků nebo jiných předmětů a pro zapamatování čísel - zářezy na zvířecích kostech, uzly na lanech. Takzvaná „kost Vestonitsa“ se zářezy objevenými ve vykopávkách umožňuje historikům předpokládat, že již tehdy, 30 tisíc let před naším letopočtem, byli naši předkové obeznámeni se základy počítání:

Raný vývoj písemného počítání byl brzděn složitostí aritmetických operací při násobení čísel, které v té době existovaly. Psát navíc uměl jen málokdo a na psaní chyběl vzdělávací materiál – pergamen se začal vyrábět kolem 2. století před naším letopočtem, papyrus byl příliš drahý a hliněné tabulky byly nepohodlné.

Tyto okolnosti vysvětlují vzhled speciálního počítacího zařízení - počítadla. Do 5. století př. Kr. abacus se rozšířil v Egyptě, Řecku a Římě. Byla to deska s drážkami, do kterých se podle polohového principu umisťovaly nějaké předměty – oblázky, kosti.

Nástroj podobný počítadlu byl znám mezi všemi národy. Starořecké počítadlo (deska nebo „salaminská deska“ pojmenovaná podle ostrova Salamis v Egejském moři) bylo prkno posypané mořským pískem. V písku byly rýhy, na kterých byla oblázky označena číslicemi. Jedna drážka odpovídala jednotkám, druhá desítkám atd. Pokud se při počítání nashromáždilo v jakékoli drážce více než 10 oblázků, byly odstraněny a jeden oblázek byl přidán do další řady.

Římané vylepšili počítadlo a přešli z dřevěných prken, písku a oblázků na mramorová prkna s vytesanými drážkami a mramorovými kuličkami. Později, kolem roku 500 našeho letopočtu, bylo počítadlo vylepšeno a zrodilo se počítadlo, zařízení sestávající ze sady kloubů navlečených na tyčích. Čínské počítadlo suan-pan sestávalo z dřevěného rámu rozděleného na horní a spodní část. Tyčinky odpovídají sloupcům a korálky odpovídají číslům. U Číňanů počítání nevycházelo z deseti, ale z pěti.

Je rozdělena na dvě části: ve spodní části je na každém řádku 5 semen, v horní části jsou dvě. Aby tedy na těchto počítadlech nastavili číslo 6, nejprve umístili kost odpovídající pětce a pak přidali jedničku k číslu jednotek.

Japonci nazvali stejné zařízení pro počítání serobyanů:

Na Rusi se dlouho počítalo podle kostí uložených na hromadách. Kolem 15. století se rozšířilo „prkenné počítadlo“, které se od běžného počítadla téměř nelišilo a sestávalo z rámu se zesílenými vodorovnými lany, na které byly navlečeny vyvrtané pecky ze švestek nebo třešní.

Kolem 6. stol. INZERÁT V Indii vznikly velmi pokročilé způsoby zápisu čísel a pravidla pro provádění aritmetických operací, dnes nazývaná desítková číselná soustava. Při zápisu čísla, které postrádá jakoukoli číslici (například 101 nebo 1204), Indové říkali slovo „prázdný “ místo názvu čísla. Při nahrávání byla na místo „prázdné“ číslice umístěna tečka a později byl nakreslen kruh. Takový kruh se nazýval „sunya“ - v hindštině to znamenalo „prázdný prostor“. Arabští matematici přeložili toto slovo do jeho vlastního jazyka – říkali „sifr“. Moderní slovo „nula“ se zrodilo relativně nedávno - později než „číslice“. Pochází z latinského slova „nihil“ – „ne“. Kolem roku 850 n.l. Arabský vědec matematik Muhammad ben Musa al-Khorezm (z města Khorezm na řece Amudarya) napsal knihu o obecných pravidlech pro řešení aritmetických problémů pomocí rovnic. Říkalo se tomu „Kitab al-Jabr“. Tato kniha dala jméno vědě o algebře. Velmi důležitou roli sehrála další kniha al-Khwarizmiho, ve které podrobně popsal indickou aritmetiku. O tři sta let později (v roce 1120) byla tato kniha přeložena do latiny a stala se první učebnice „indické“ (tedy naší moderní) aritmetiky pro všechna evropská města.

Za vznik termínu „algoritmus“ vděčíme Muhammadovi ben Musovi al-Chorezmovi.

Na konci 15. století vytvořil Leonardo da Vinci (1452-1519) náčrt 13bitového sčítacího zařízení s desetizubými kroužky. Ale da Vinciho rukopisy byly objeveny až v roce 1967, takže biografie mechanických zařízení pochází z Pascalova sčítacího stroje. Na základě jeho nákresů dnes americká společnost vyrábějící počítače postavila pracovní stroj pro reklamní účely.

Počítací zařízení 17. století

V roce 1614 vynalezl skotský matematik John Naiper (1550-1617) logaritmické tabulky. Jejich princip spočívá v tom, že každé číslo odpovídá speciálnímu číslu - logaritmu - exponentu, na který je nutné číslo umocnit (základ logaritmu), abychom získali dané číslo. Tímto způsobem lze vyjádřit libovolné číslo. Logaritmy velmi zjednodušují dělení a násobení. Chcete-li vynásobit dvě čísla, jednoduše sečtěte jejich logaritmy. Díky této vlastnosti se složitá operace násobení redukuje na jednoduchou operaci sčítání. Pro zjednodušení byly sestaveny tabulky logaritmů, které byly později zabudovány do zařízení, které mohlo výrazně urychlit výpočetní proces - logaritmického pravítka.

Napier navrhl v roce 1617 jinou (nelogaritmickou) metodu násobení čísel. Nástroj, nazývaný Napierova hůl (nebo kloub), sestával z tenkých desek nebo bloků. Každá strana bloku nese čísla, která tvoří matematický postup.

Manipulace s bloky umožňuje extrahovat odmocniny čtverců a krychlí a také násobit a dělit velká čísla.

Wilhelm Schickard

V roce 1623 Wilhelm Schickard, orientalista a matematik, profesor na univerzitě v Tyubinu, v dopisech svému příteli Johannesu Keplerovi popsal konstrukci „počítacích hodin“ - počítacího stroje se zařízením pro nastavování čísel a válečků s posuvníkem. a okno pro čtení výsledku. Tento stroj uměl pouze sčítat a odčítat (některé zdroje uvádějí, že tento stroj uměl i násobit a dělit). Toto bylo první mechanické auto. V naší době byl podle jeho popisu postaven jeho model:

Blaise Pascala

V roce 1642 francouzský matematik Blaise Pascal (1623-1662) zkonstruoval počítací přístroj, který měl usnadnit práci jeho otci, daňovému inspektorovi. Toto zařízení umožňovalo sčítání desetinných čísel. Navenek to vypadalo jako krabice s mnoha převody.

Základem sčítacího stroje byl protizáznamník, neboli počítací zařízení. Mělo deset výčnělků, z nichž každý měl napsána čísla. Pro přenos desítek byl na ozubeném kole jeden podlouhlý zub, který zabíral a roztáčel mezikolo, které přenášelo otáčení na desítkové kolo. Bylo potřeba další ozubené kolo, aby se zajistilo, že se obě počítací ozubená kola – jedničky i desítky – otáčejí stejným směrem. Počítací ozubené kolo bylo s pákou spojeno pomocí ráčnového mechanismu (přenášející pohyb vpřed a nepřenášející pohyb vzad). Vychýlení páky do toho či onoho úhlu umožnilo zadávat do počítadla jednociferná čísla a sčítat je. V Pascalově stroji byl na všechna počítací ozubená kola připevněn ráčnový pohon, který umožňoval sčítání vícemístných čísel.

V roce 1642 Brit Robert Bissacar a v roce 1657 - nezávisle - S. Partridge vyvinuli pravoúhlé posuvné pravítko, jehož konstrukce se z velké části dochovala dodnes.

V roce 1673 vytvořil německý filozof, matematik, fyzik Gottfried Wilhelm Leibniz (Gottfried Wilhelm Leibniz, 1646-1716) „kalkulátor kroků“ - počítací stroj, který umožňuje sčítat, odečítat, násobit, dělit, extrahovat odmocniny pomocí binární číselná soustava.

Jednalo se o pokročilejší zařízení, které využívalo pohyblivou část (prototyp lafety) a rukojeť, pomocí které obsluha otáčela kolem. Leibnizův produkt postihl smutný osud svých předchůdců: pokud jej někdo používal, pak pouze Leibnizovu rodinu a přátele jeho rodiny, protože doba masové poptávky po takových mechanismech ještě nenastala.

Stroj byl prototypem sčítacího stroje, používaného od roku 1820 do 60. let dvacátého století.

Počítací přístroje z 18. století.

V roce 1700 Charles Perrault publikoval „Sbírka velkého počtu strojů vlastního vynálezu Clauda Perraulta“, ve které mezi vynálezy Clauda Perraulta (bratr Charlese Perraulta) je sčítací stroj, ve kterém jsou místo ozubených kol použity ozubené hřebeny. Stroj se nazýval „Rhabdologické počítadlo“. Toto zařízení bylo pojmenováno tak, protože staří lidé nazývali abacus malou tabuli, na které se píší čísla, a rabdologie - věda o provádění

aritmetické operace pomocí malých tyčinek s čísly.

V roce 1703 Gottfried Wilhelm Leibniz napsal pojednání "Expication de l"Arithmetique Binary" - o použití binárního číselného systému v počítačích. Jeho první práce o binární aritmetice pocházejí z roku 1679.

Člen Královské společnosti v Londýně, německý matematik, fyzik a astronom Christian Ludwig Gersten vynalezl v roce 1723 aritmetický stroj a o dva roky později jej vyrobil. Gerstenův stroj je pozoruhodný tím, že jako první používá zařízení pro výpočet podílu a počtu po sobě jdoucích operací sčítání potřebných při násobení čísel a také poskytuje možnost kontroly správnosti zadávání (nastavení) druhého sčítání, který snižuje pravděpodobnost subjektivní chyby spojené s únavou kalkulačky.

V roce 1727 Jacob Leupold vytvořil počítací stroj, který používal princip Leibnizova stroje.

Ve zprávě komise pařížské akademie věd, publikované v roce 1751 v Journal of Scientists, jsou pozoruhodné řádky: „Výsledky metody pana Pereiry, které jsme viděli, jsou zcela dostatečné k tomu, aby znovu potvrdily názor... že tato metoda výuky hluchoněmých je mimořádně praktická a že ten, kdo ji s takovým úspěchem použil, si zaslouží pochvalu a povzbuzení... Když už mluvíme o pokroku, kterého žák pana Pereiry ve velmi krátké době dosáhl znalost čísel, musíme dodat, že pan Pereira používal aritmetický stroj, který sám vynalezl.“ Tento aritmetický stroj je popsán v "Journal of Scientists", ale bohužel, časopis neobsahuje kresby. Tento počítací stroj používal některé nápady vypůjčené od Pascala a Perraulta, ale celkově šlo o zcela originální design. Od známých strojů se lišil tím, že jeho počítací kolečka nebyla umístěna na rovnoběžných osách, ale na jediné ose procházející celým strojem. Tato inovace, díky níž byl design kompaktnější, byla následně široce používána dalšími vynálezci - Feltem a Odnerem.

Ve druhé polovině 17. století (nejpozději v roce 1770) vznikl ve městě Nesvizh sčítací stroj. Nápis na tomto stroji uvádí, že jej „vynalezla a vyrobila Židovka Evna Jacobsonová, hodinářka a mechanika ve městě Nesviž v Litvě“, „Minské vojvodství“. Tento stroj je v současné době ve sbírce vědeckých přístrojů M.V.Lomonosova muzea (Petrohrad). Zajímavostí Jacobsonova stroje bylo speciální zařízení, které umožňovalo automaticky počítat počet provedených odečtení, jinými slovy určit kvocient. Přítomnost tohoto zařízení, důmyslně vyřešený problém zadávání čísel, schopnost zaznamenávat mezivýsledky - to vše nám umožňuje považovat „hodináře z Nesvizhu“ za vynikajícího konstruktéra výpočetního zařízení.

V roce 1774 vyvinul venkovský pastor Philip Matthaos Hahn první fungující počítací stroj. Podařilo se mu postavit a hlavně neuvěřitelně prodat malé množství počítacích strojů.

V roce 1775 vytvořil hrabě Steinhope v Anglii počítací zařízení, ve kterém nebyly implementovány nové mechanické systémy, ale toto zařízení bylo spolehlivější v provozu.

Počítací přístroje z 19. století.

V roce 1804 přišel francouzský vynálezce Joseph-Marie Jacquard (1752-1834) na způsob, jak automaticky ovládat nit při práci na tkalcovském stavu. Metoda spočívala v použití speciálních karet s vyvrtanými otvory na správných místech (v závislosti na vzoru, který měl být na látku aplikován). Zkonstruoval tedy spřádací stroj, jehož chod bylo možné naprogramovat pomocí speciálních karet. Činnost stroje byla naprogramována pomocí celého balíčku děrných štítků, z nichž každý ovládal jeden zdvih člunu. Při přechodu na nový výkres operátor jednoduše vyměnil jeden balíček děrných štítků za jiný. Vytvoření tkalcovského stavu ovládaného kartami s vyraženými otvory a vzájemně propojenými páskou je jedním z klíčových objevů, které předurčily další vývoj výpočetní techniky.

Charles Xavier Thomas

Charles Xavier Thomas (1785-1870) v roce 1820 vytvořil první mechanickou kalkulačku, která uměla nejen sčítat a násobit, ale také odčítat a dělit. Rychlý rozvoj mechanických kalkulaček vedl k tomu, že do roku 1890 byla přidána řada užitečných funkcí: ukládání mezivýsledků a jejich použití v následných operacích, tisk výsledku atd. Vytvoření levných a spolehlivých strojů umožnilo použití těchto strojů pro komerční účely a vědecké výpočty.

Charles Babbage

V roce 1822 Anglický matematik Charles Babbage (1792-1871) předložil myšlenku vytvořit programově řízený počítací stroj s aritmetickým zařízením, řídicím zařízením, vstupem a tiskem.

První stroj navržený Babbage, Difference Engine, byl poháněn parním strojem. Metodou konstantní diferenciace vypočítala tabulky logaritmů a výsledky zaznamenala na kovovou desku. Pracovní model, který vytvořil v roce 1822, byla šestimístná kalkulačka schopná provádět výpočty a tisknout číselné tabulky.

Ada Lovelace

Lady Ada Lovelace (Ada Byron, hraběnka z Lovelace, 1815-1852) pracovala současně s anglickým vědcem. Vyvinula první programy pro stroj, položila mnoho nápadů a představila řadu pojmů a termínů, které přežily dodnes.

Babbageův analytický stroj byl sestrojen nadšenci z London Science Museum. Skládá se ze čtyř tisíc železných, bronzových a ocelových dílů a váží tři tuny. Je pravda, že použití je velmi obtížné - s každým výpočtem musíte několikrát otočit rukojetí stroje několikrát (nebo dokonce tisíckrát).

Čísla se zapisují (zapisují) na disky uspořádané svisle a nastavují se na pozice 0 až 9. Motor je poháněn sekvencí děrných štítků obsahujících instrukce (program).

První telegraf

První elektrický telegraf vytvořili v roce 1937 angličtí vynálezci William Cook (1806-1879) a Charles Wheatstone (1802-1875). Elektrický proud byl poslán přes dráty do přijímače. Signály aktivovaly šipky na přijímači, které ukazovaly na různá písmena a přenášely tak zprávy.

Americký umělec Samuel Morse (1791-1872) vynalezl nový telegrafní kód, který nahradil Cookův a Wheatstoneův kód. Pro každé písmeno vyvinul tečky a čárky. Morse uspořádal demonstraci svého kódu položením 6 km dlouhého telegrafního drátu z Baltimoru do Washingtonu a předáním zpráv o prezidentských volbách přes něj.

Později (v roce 1858) vytvořil Charles Wheatstone systém, ve kterém operátor pomocí Morseovy abecedy zapisoval zprávy na dlouhou papírovou pásku, která se vkládala do telegrafního stroje. Na druhém konci linky zapisovatel přepisoval přijatou zprávu na jinou papírovou pásku. Produktivita telegrafistů se zdesetinásobí – zprávy jsou nyní odesílány rychlostí sto slov za minutu.

V roce 1846 se objevila kalkulačka Kummer, která se sériově vyráběla více než 100 let - až do sedmdesátých let dvacátého století. Kalkulačky se dnes staly nedílnou součástí moderního života. Ale když nebyly žádné kalkulačky, používala se kalkulačka Kummer, která se z rozmaru designérů později změnila na „Addiator“, „Produkty“, „Aritmetické pravítko“ nebo „Progress“. Toto nádherné zařízení, vytvořené v polovině 19. století, se podle jeho výrobce dalo vyrobit ve velikosti hrací karty, a proto se snadno vešlo do kapsy. Zařízení petrohradského učitele hudby Kummera vyniklo mezi dříve vynalezenými pro svou přenositelnost, která se stala jeho nejdůležitější předností. Kummerův vynález vypadal jako obdélníková deska s tvarovanými lamelami. Sčítání a odečítání bylo prováděno pomocí nejjednoduššího pohybu lamel. Zajímavostí je, že Kummerova kalkulačka, představená v roce 1946 petrohradské akademii věd, byla zaměřena na peněžní výpočty.

V Rusku byly kromě Slonimského přístroje a úprav Kummerova čitatele docela populární takzvané počítací tyče, které v roce 1881 vynalezl vědec Ioffe.

George Boole

V roce 1847 vydal anglický matematik George Boole (1815-1864) dílo „Mathematical Analysis of Logic“. Tak se objevil nový obor matematiky. Říkalo se tomu Booleova algebra. Každá hodnota v něm může nabývat pouze jedné ze dvou hodnot: true nebo false, 1 nebo 0. Tato algebra byla velmi užitečná pro tvůrce moderních počítačů. Počítač totiž rozumí pouze dvěma symbolům: 0 a 1. Je považován za zakladatele moderní matematické logiky.

1855 Bratři George a Edvard Scheutzovi ze Stockholmu sestrojili první mechanický počítač podle díla Ch. Babbage.

V roce 1867 vynalezl Bunyakovsky samokalkulačky, které byly založeny na principu spojených digitálních kol (Pascalova převodovka).

V roce 1878 vynalezl anglický vědec Joseph Swan (1828-1914) elektrickou žárovku. Byla to skleněná baňka s uhlíkovým vláknem uvnitř. Aby nit nevyhořela, odstranila Swan z baňky vzduch.

V následujícím roce vynalezl žárovku také americký vynálezce Thomas Edison (1847-1931). V roce 1880 začal Edison vyrábět bezpečnostní žárovky a prodával je za 2,50 $. Následně Edison a Swan vytvořili společnou společnost Edison and Swan United Electric Light Company.

V roce 1883 Edison při pokusech s lampou vložil platinovou elektrodu do vakuového válce, připojil napětí a ke svému překvapení zjistil, že mezi elektrodou a uhlíkovým vláknem protéká proud. Protože v té chvíli bylo Edisonovým hlavním cílem prodloužit životnost žárovky, tento výsledek ho málo zajímal, ale podnikavý Američan stále obdržel patent. Jev známý jako termionická emise se tehdy nazýval „Edisonův efekt“ a byl na nějakou dobu zapomenut.

Vilgodt Teofilovič Odner

V roce 1880 Vilgodt Teofilovič Odner, Švéd podle národnosti, který žil v Petrohradě, zkonstruoval sčítací stroj. Nutno přiznat, že před Odnerem existovaly i sčítací stroje - systémy K. Thomase. Byly však nespolehlivé, velké a nepohodlné na obsluhu.

Na sčítacím stroji začal pracovat v roce 1874 a v roce 1890 zahájil jejich sériovou výrobu. Jejich modifikace "Felix" se vyráběla až do 50. let. Hlavním rysem Odhnerova nápadu je použití ozubených kol s proměnným počtem zubů (toto kolo nese Odhnerovo jméno) místo Leibnizových stupňovitých válečků. Je konstrukčně jednodušší než válec a má menší rozměry.

Herman Hollerith

V roce 1884 si americký inženýr Herman Hillerith (1860-1929) nechal patentovat „sčítací stroj“ (statistický tabelátor). Vynález zahrnoval děrný štítek a třídicí stroj. Hollerithův děrný štítek se ukázal být natolik úspěšný, že bez sebemenších změn existuje dodnes.

Myšlenka vkládat data na děrné štítky a následně je automaticky číst a zpracovávat patřila Johnu Billingsovi a její technické řešení patřilo Hermanu Hollerithovi.

Tabulátor přijímal karty velikosti dolarové bankovky. Na kartách bylo 240 pozic (12 řad po 20 pozicích). Při čtení informací z děrných štítků tyto štítky propíchlo 240 jehel. Tam, kde jehla vstoupila do otvoru, uzavřela elektrický kontakt, v důsledku čehož se hodnota v odpovídajícím čítači zvýšila o jednu.

Vývoj výpočetní techniky

na počátku 20. století

1904 Slavný ruský matematik, stavitel lodí, akademik A.N. Krylov navrhl konstrukci stroje pro integraci obyčejných diferenciálních rovnic, který byl postaven v roce 1912.

Anglický fyzik John Ambrose Fleming (1849-1945), studující "Edisonův jev", vytváří diodu. Diody se používají k přeměně rádiových vln na elektrické signály, které lze přenášet na velké vzdálenosti.

O dva roky později se díky úsilí amerického vynálezce Lee di Forest objevily triody.

1907 Americký inženýr J. Power navrhl automatický děrovač karet.

Petrohradský vědec Boris Rosing žádá o patent na katodovou trubici jako přijímač dat.

1918 Ruský vědec M. A. Bonch-Bruevich a angličtí vědci V. Iccles a F. Jordan (1919) nezávisle na sobě vytvořili elektronické zařízení, Brity nazývané spoušť, které sehrálo velkou roli ve vývoji výpočetní techniky.

V roce 1930 Vannevar Bush (1890-1974) navrhuje diferenciální analyzátor. Ve skutečnosti jde o první úspěšný pokus o vytvoření počítače schopného provádět těžkopádné vědecké výpočty. Bushova role v dějinách výpočetní techniky je velmi velká, ale jeho jméno se nejčastěji objevuje v souvislosti s prorockým článkem „As We May Think“ (1945), ve kterém popisuje pojem hypertext.

Konrad Zuse vytvořil počítač Z1, který měl klávesnici pro zadávání problémových stavů. Po dokončení výpočtů se výsledek zobrazil na panelu s mnoha malými světly. Celková plocha, kterou stroj zabíral, byla 4 m2.

Konrad Zuse patentoval metodu pro automatické výpočty.

Pro další model Z2 přišel K. Zuse s velmi důmyslným a levným vstupním zařízením: Zuse začal kódovat instrukce pro stroj děrováním otvorů do použitého 35mm fotografického filmu.

V roce 1838 Americký matematik a inženýr Claude Shannon a ruský vědec V.I. Shestakov v roce 1941 ukázali možnost matematicko-logického aparátu pro syntézu a analýzu reléových kontaktních spínacích systémů.

V roce 1938 vytvořila telefonní společnost Bell Laboratories první binární sčítačku (elektrický obvod, který prováděl binární sčítání) – jednu z hlavních součástí každého počítače. Autorem nápadu byl George Stibits, který experimentoval s Booleovou algebrou a různými součástmi – starými relé, bateriemi, žárovkami a elektroinstalací. V roce 1940 se zrodil stroj, který dokázal provádět čtyři aritmetické operace s komplexními čísly.

Vzhled a

ve 40. letech 20. století.

V roce 1941 začal inženýr IBM B. Phelps pracovat na vytvoření desítkových elektronických čítačů pro tabulátory a v roce 1942 vytvořil experimentální model elektronického násobícího zařízení. V roce 1941 sestrojil Konrad Zuse první operačním programem řízený reléový binární počítač na světě, Z3.

Současně s konstrukcí ENIACu, rovněž v utajení, vznikl ve Velké Británii počítač. Utajení bylo nutné, protože bylo navrženo zařízení k dešifrování kódů používaných německými ozbrojenými silami během druhé světové války. Metoda matematického dešifrování byla vyvinuta skupinou matematiků, včetně Alana Turinga. Během roku 1943 byl v Londýně postaven stroj Colossus s použitím 1500 elektronek. Vývojáři stroje jsou M. Newman a T. F. Flowers.

Přestože ENIAC i Colossus běžely na elektronkách, v podstatě kopírovaly elektromechanické stroje: nový obsah (elektronika) byl vtěsnán do staré formy (struktura předelektronických strojů).

V roce 1937 navrhl harvardský matematik Howard Aiken projekt na vytvoření velkého počítacího stroje. Dílo zaštítil prezident IBM Thomas Watson, který do něj investoval 500 tisíc dolarů. Design Mark-1 začal v roce 1939; počítač byl postaven newyorskou společností IBM. Počítač obsahoval asi 750 tisíc dílů, 3304 relé a více než 800 km drátů.

V roce 1944 byl hotový stroj oficiálně převeden na Harvardskou univerzitu.

V roce 1944 americký inženýr John Presper Eckert poprvé předložil koncept programu uloženého v paměti počítače.

Aiken, který měl intelektuální zdroje Harvardu a schopný stroj Mark-1, obdržel několik rozkazů od armády. Takže další model, Mark-2, objednalo americké námořnictvo Weapons Directorate. Návrh začal v roce 1945 a stavba skončila v roce 1947. Mark-2 byl první multitaskingový stroj – více sběrnic umožňovalo současně přenášet více čísel z jedné části počítače do druhé.

V roce 1948 Sergej Aleksandrovič Lebedev (1990-1974) a B.I. Rameev navrhli první projekt domácího digitálního elektronického počítače. Pod vedením akademika Lebedeva S.A. a Glushkova V.M. vyvíjejí se domácí počítače: nejprve MESM - malý elektronický počítací stroj (1951, Kyjev), poté BESM - vysokorychlostní elektronický počítací stroj (1952, Moskva). Paralelně s nimi vznikly Strela, Ural, Minsk, Hrazdan a Nairi.

V roce 1949 Do provozu byl uveden anglický uložený programový stroj EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer), který navrhl Maurice Wilkes z University of Cambridge. Počítač EDSAC obsahoval 3000 elektronek a byl šestkrát produktivnější než jeho předchůdci. Maurice Wilkis představil systém mnemotechnických pomůcek pro strojové instrukce zvaný assembler.

V roce 1949 John Mauchly vytvořil první interpret programovacího jazyka nazvaný „Short Order Code“.

Vývoj výpočetní techniky

v 50. letech 20. století.

V roce 1951 byly dokončeny práce na vytvoření UNIVAC (Universal Automatic Computer). První exemplář stroje UNIVAC-1 byl postaven pro US Census Bureau. Synchronní sekvenční počítač UNIVAC-1 vznikl na základě počítačů ENIAC a EDVAC, pracoval s taktovací frekvencí 2,25 MHz a obsahoval asi 5000 elektronek. Vnitřní paměťové zařízení s kapacitou 1000 dvanáctibitových dekadických čísel bylo vyrobeno na 100 rtuťových zpožďovacích linkách.

Tento počítač je zajímavý tím, že byl zaměřen na relativně masovou výrobu bez změny architektury a zvláštní pozornost byla věnována periferní části (vstupně-výstupní zařízení).

Paměť magnetického jádra patentovaná Jay Forresterem. Poprvé byla taková paměť použita na stroji Whirlwind-1. Skládal se ze dvou kostek s 32x32x17 jádry, které poskytovaly úložiště 2048 slov pro 16bitová binární čísla s jedním paritním bitem.

Tento stroj jako první používal univerzální nespecializovanou sběrnici (vztahy mezi různými počítačovými zařízeními se stávají flexibilní) a jako vstupně-výstupní systémy byly použity dvě zařízení: Williamsova katodová trubice a psací stroj s děrnou papírovou páskou (flexopsací stroj).

"Tradis", vydané v roce 1955. - první tranzistorový počítač od Bell Telephone Laboratories - obsahoval 800 tranzistorů, z nichž každý byl uzavřen v samostatném krytu.

V roce 1957 V modelu IBM 350 RAMAC se poprvé objevila disková paměť (magnetizované hliníkové disky o průměru 61 cm).

G. Simon, A. Newell, J. Shaw vytvořili GPS – univerzální řešení problémů.

V roce 1958 Jack Kilby z Texas Instruments a Robert Noyce z Fairchild Semiconductor nezávisle vynalezli integrovaný obvod.

1955-1959 Ruští vědci A.A. Ljapunov, S.S. Kamynin, E.Z. Lyubimsky, A.P. Ershov, L.N. Koroljov, V.M. Kurochkin, M.R. Shura-Bura a další vytvořili „programovací programy“ - prototypy překladatelů. V.V. Martynyuk vytvořil systém symbolického kódování – prostředek pro urychlení vývoje a ladění programů.

1955-1959 Byl položen základ pro teorii programování (A.A. Ljapunov, Yu.I. Yanov, A.A. Markov, L.A. Kaluzhin) a numerické metody (V.M. Glushkov, A.A. Samarsky, A.N. Tikhonov). Jsou modelována schémata mechanismu myšlení a genetických procesů, algoritmy pro diagnostiku lékařských onemocnění (A.A. Lyapunov, B.V. Gnedenko, N.M. Amosov, A.G. Ivakhnenko, V.A. Kovalevsky atd.).

1959 Pod vedením S.A. Lebedev vytvořil stroj BESM-2 s produktivitou 10 tisíc operací/s. Jeho použití je spojeno s výpočty startů vesmírných raket a prvních umělých družic Země na světě.

1959 Vznikl stroj M-20, hlavní konstruktér S.A. Lebeděv. Na svou dobu jeden z nejrychlejších na světě (20 tisíc operací/s). Tento stroj sloužil k řešení většiny teoretických i aplikovaných problémů souvisejících s rozvojem nejpokročilejších oblastí vědy a techniky té doby. Na základě M-20 vznikl unikátní multiprocesor M-40 - nejrychlejší počítač té doby na světě (40 tisíc operací/sec.). M-20 byl nahrazen polovodičovými BESM-4 a M-220 (200 tisíc operací/s).

Vývoj výpočetní techniky

v 60. letech 20. století.

V roce 1960 na krátkou dobu skupina CADASYL (Conference on Data System Languages) pod vedením Joy Wegstein a s podporou IBM vyvinula standardizovaný obchodní programovací jazyk COBOL (Common business oriented language). Tento jazyk je zaměřen na řešení ekonomických problémů, přesněji na zpracování informací.

V témže roce J. Schwartz a další ze společnosti System Development vyvinuli programovací jazyk Jovial. Název pochází z Jule's Own Version of International Algorithmic Language.Procedural Java, verze Algol-58. Používá se hlavně pro vojenské aplikace americkým letectvem.

IBM vyvinulo výkonný výpočetní systém nazvaný Stretch (IBM 7030).

1961 IBM Deutschland implementovalo připojení počítače k telefonní lince pomocí modemu.

Americký profesor John McCartney také vyvinul jazyk LISP (List procssing language).

J. Gordon, vedoucí vývoje simulačních systémů v IBM, vytvořil jazyk GPSS (General Purpose Simulation System).

Zaměstnanci univerzity v Manchesteru pod vedením T. Kilburna vytvořili počítač Atlas, který poprvé implementoval koncept virtuální paměti. První minipočítač (PDP-1) se objevil před rokem 1971, v době vzniku prvního mikroprocesoru (Intel 4004).

V roce 1962 vyvinul R. Griswold programovací jazyk SNOBOL, zaměřený na zpracování řetězců.

Steve Russell vyvinul první počítačovou hru. O jakou hru se jednalo, se bohužel neví.

E.V.Evreinov a Yu.Kosarev navrhli model týmu počítačů a zdůvodnili možnost stavby superpočítačů na principech paralelního provádění operací, variabilní logické struktuře a strukturální homogenitě.

IBM vydala první externí paměťová zařízení s vyměnitelnými disky.

Kenneth E. Iverson (IBM) vydal knihu s názvem „Programovací jazyk“ (APL). Zpočátku tento jazyk sloužil jako zápis pro zápis algoritmů. První implementaci APL/360 provedl v roce 1966 Adin Falkoff (Harvard, IBM). Existují verze interpretů pro PC. Kvůli obtížnosti čtení programů jaderných ponorek se někdy nazývá „čínský ZÁKLAD“. Ve skutečnosti je to procedurální, velmi kompaktní jazyk na velmi vysoké úrovni. Vyžaduje speciální klávesnici. Další vývoj – APL2.

1963 Byl schválen americký standardní kód pro výměnu informací - ASCII (American Standard Code Informatio Interchange).

General Electric vytvořila první komerční DBMS (systém správy databáze).

1964 U. Dahl a K. Nygort vytvořili modelovací jazyk SIMULA-1.

V roce 1967 pod vedením S.A.Lebeděva a V.M.Melnikova vznikl na ITM a VT vysokorychlostní výpočetní stroj BESM-6.

Následoval "Elbrus" - nový typ počítače s produktivitou 10 milionů operací/s.

Vývoj výpočetní techniky

v 70. letech 20. století.

V roce 1970 Charles Murr, zaměstnanec National Radio Astronomy Observatory, vytvořil programovací jazyk FORT.

Denis Ritchie a Kenneth Thomson vydávají první verzi Unixu.

Dr. Codd publikuje první článek o relačním datovém modelu.

V roce 1971 Intel (USA) vytvořil první mikroprocesor (MP) - programovatelné logické zařízení vyrobené pomocí technologie VLSI.

Procesor 4004 byl 4bitový a mohl provádět 60 tisíc operací za sekundu.

1974 Intel vyvinul první univerzální osmibitový mikroprocesor, 8080, se 4500 tranzistory. Edward Roberts z MITS postavil první osobní počítač Altair na novém čipu od Intelu, 8080. Altair se ukázal jako první sériově vyráběný počítač, který v podstatě znamenal začátek celého odvětví. Sada obsahovala procesor, 256bajtový paměťový modul, systémovou sběrnici a některé další drobnosti.

Mladý programátor Paul Allen a student Harvardské univerzity Bill Gates implementovali jazyk BASIC pro Altair. Následně založili společnost Microsoft, která je dnes největším výrobcem softwaru.

Vývoj výpočetní techniky

v 80. letech 20. století.

1981 Compaq vydal první notebook.

Niklaus Wirth vyvinul programovací jazyk MODULA-2.

Vznikl první přenosný počítač – Osborne-1, vážící asi 12 kg. I přes vcelku úspěšný start firma o dva roky později zkrachovala.

1981 IBM vydala první osobní počítač, IBM PC, založený na mikroprocesoru 8088.

1982 Intel vydal mikroprocesor 80286.

Americká počítačová společnost IBM, která dříve zaujímala přední místo ve výrobě velkých počítačů, začala vyrábět profesionální osobní počítače IBM PC s operačním systémem MS DOS.

Sun začal vyrábět první pracovní stanice.

Lotus Development Corp. vydala tabulku Lotus 1-2-3.

Anglická společnost Inmos na základě myšlenek profesora Oxfordské univerzity Tonyho Hoarea o „interakčních sekvenčních procesech“ a konceptu experimentálního programovacího jazyka Davida Maye vytvořila jazyk OCCAM.

1985 Intel vydal 32bitový mikroprocesor 80386, který se skládá z 250 tisíc tranzistorů.

Seymour Cray vytvořil superpočítač CRAY-2 s kapacitou 1 miliardy operací za sekundu.

Microsoft vydal první verzi grafického operačního prostředí Windows.

Vznik nového programovacího jazyka C++.

Vývoj výpočetní techniky

v 90. letech 20. století.

1990 Microsoft vydal Windows 3.0.

Tim Berners-Lee vyvinul jazyk HTML (Hypertext Markup Language; hlavní formát webových dokumentů) a prototyp World Wide Web.

Cray vydal superpočítač Cray Y-MP C90 s 16 procesory a rychlostí 16 Gflops.

1991 Microsoft vydal Windows 3.1.

Byl vyvinut grafický formát JPEG

Philip Zimmerman vynalezl PGP, systém šifrování zpráv s veřejným klíčem.

1992 Objevil se první bezplatný operační systém s velkými schopnostmi - Linux. Finský student Linus Torvalds (autor tohoto systému) se rozhodl experimentovat s příkazy procesoru Intel 386 a to, co získal, umístil na internet. Program začaly přidávat a přepracovávat stovky programátorů z celého světa. Vyvinul se v plně funkční funkční operační systém. Historie mlčí o tom, kdo se rozhodl tomu říkat Linux, ale jak tento název vznikl, je celkem jasné. "Linu" nebo "Lin" jménem tvůrce a "x" nebo "ux" - z UNIX, protože nový OS mu byl velmi podobný, jen nyní fungoval na počítačích s architekturou x86.

DEC představil první 64bitový RISC Alpha procesor.

1993 Intel vydal 64bitový mikroprocesor Pentium, který se skládal z 3,1 milionu tranzistorů a mohl provádět 112 milionů operací za sekundu.

Objevil se formát komprese videa MPEG.

1994 Zahájení vydávání Power Mac řady Apple Computers - Power PC.

1995 DEC oznámilo uvedení pěti nových modelů osobních počítačů Celebris XL.

Společnost NEC oznámila dokončení vývoje prvního čipu na světě s kapacitou paměti 1 GB.

Objevil se operační systém Windows 95.

SUN představil programovací jazyk Java.

Objevil se formát RealAudio – alternativa k MPEG.

1996 Microsoft vydal Internet Explorer 3.0, poměrně vážného konkurenta Netscape Navigatoru.

1997 Apple vydal operační systém Macintosh OS 8.

Závěr

Osobní počítač rychle vstoupil do našich životů. Ještě před několika lety bylo vzácné vidět nějaký druh osobního počítače - existoval, ale byl velmi drahý a ani ne každá společnost mohla mít počítač ve své kanceláři. Nyní má každá třetí domácnost počítač, který je již hluboce zakořeněn v lidském životě.

Moderní počítače představují jeden z nejvýznamnějších výdobytků lidského myšlení, jehož vliv na rozvoj vědeckotechnického pokroku lze jen stěží přeceňovat. Rozsah počítačových aplikací je obrovský a neustále se rozšiřuje.

Můj výzkum

Počet počítačů vlastněných studenty ve škole v roce 2007.

Počet studentů	Mít počítače	Procento z celkového množství

Počet počítačů vlastněných studenty ve škole v roce 2008.

Počet studentů	Mít počítače	Procento z celkového množství

Nárůst počtu počítačů mezi studenty:

Vzestup počítačů ve škole

Závěr

Bohužel je nemožné obsáhnout celou historii počítačů v rámci abstraktu. O tom, jak se v malém městečku Palo Alto (Kalifornie) ve výzkumném centru Xerox PARK sešla tehdejší smetánka programátorů, aby vyvinula revoluční koncepty, které radikálně změnily image aut a připravily cestu, bychom mohli mluvit dlouho pro počítače konec 20. století. Jako talentovaný školák se Bill Gates a jeho přítel Paul Allen setkali s Edem Robertsonem a vytvořili úžasný jazyk BASIC pro počítač Altair, který umožnil vyvíjet pro něj aplikační programy. Jak se postupně měnil vzhled osobního počítače, objevil se monitor a klávesnice, disketová mechanika, tzv. floppy disky, a poté pevný disk. Nedílnou součástí příslušenství se stala tiskárna a myš. Dalo by se mluvit o neviditelné válce na počítačových trzích o právo určovat standardy mezi obrovskou korporací IBM a mladým Applem, který se jí odvážil konkurovat a donutil celý svět rozhodnout se, co je lepší, Macintosh nebo PC? A o mnoha dalších zajímavostech, které se staly poměrně nedávno, ale již se staly historií.

Pro mnohé je svět bez počítače vzdálenou historií, vzdálenou asi jako objevení Ameriky nebo Říjnová revoluce. Ale pokaždé, když zapnete počítač, je nemožné přestat žasnout nad lidským géniem, který stvořil tento zázrak.

Moderní osobní počítače kompatibilní s IBM PC jsou nejpoužívanějším typem počítačů, jejich výkon neustále roste a jejich záběr se rozšiřuje. Tyto počítače lze propojit do sítě, což umožňuje desítkám nebo stovkám uživatelů snadno si vyměňovat informace a současně přistupovat k databázím. Elektronická pošta umožňuje uživatelům počítačů odesílat textové a faxové zprávy do jiných měst a zemí pomocí běžné telefonní sítě a získávat informace z velkých databank. Globální elektronický komunikační systém Internet poskytuje extrémně levnou příležitost pro rychlý příjem informací ze všech koutů světa, poskytuje možnosti hlasové a faxové komunikace a usnadňuje vytváření vnitropodnikových sítí pro přenos informací pro společnosti s pobočkami v různých městech a zemích. Schopnosti osobních počítačů kompatibilních s IBM PC pro zpracování informací jsou však stále omezené a jejich použití není opodstatněné ve všech situacích.

Pro pochopení historie výpočetní techniky má recenzovaný abstrakt alespoň dva aspekty: za prvé, všechny činnosti související s automatickým počítáním před vytvořením počítače ENIAC byly považovány za prehistorii; za druhé, vývoj výpočetní techniky je definován pouze z hlediska hardwarové technologie a mikroprocesorových obvodů.

Bibliografie:

1. Guk M. “IBM PC Hardware” - Petrohrad: “Peter”, 1997.

2. Ozertsovsky S. „Mikroprocesory Intel: od 4004 po Pentium Pro“, časopis Computer Week #41 –

3. Figurnov V.E. "IBM PC pro uživatele" - M.: "Infra-M", 1995.

4. Figurnov V.E. “IBM PC pro uživatele. Krátký kurz" - M.: 1999.

5. 1996 Frolov A.V., Frolov G.V. “IBM PC Hardware” - M.: DIALOG-MEPhI, 1992.

generace:

I. Počítač na el. lampy, výkon je asi 20 000 operací za sekundu, každý stroj má svůj vlastní programovací jazyk. („BESM“, „Strela“). II. V roce 1960 byly v počítačích použity tranzistory, vynalezené v roce 1948, byly spolehlivější, odolnější a měly velkou RAM. 1 tranzistor může nahradit ~40 el. lampy a pracuje při vyšší rychlosti. Jako paměťové médium byly použity magnetické pásky. („Minsk-2“, „Ural-14“). III. V roce 1964 se objevily první integrované obvody (IC), které se začaly široce používat. IC je krystal o ploše 10 mm2. 1 IC může nahradit 1000 tranzistorů. 1 krystal - 30tunový „Eniak“. Bylo možné zpracovávat několik programů paralelně. IV. Poprvé byly použity rozsáhlé integrované obvody (LSI), které výkonem zhruba odpovídaly 1000 IO. To vedlo ke snížení nákladů na výrobu počítačů. V roce 1980 bylo možné umístit centrální procesor malého počítače na 1/4palcový čip. („Illiak“, „Elbrus“). V. Syntetizátory, zvuky, schopnost vést dialog, provádět příkazy zadané hlasem nebo dotykem.

Raná zařízení a počítací zařízení

Počítačová technologie je kritickou součástí výpočetního procesu a procesu zpracování dat. Prvními zařízeními pro výpočty byly počítací tyčinky. Jak se tato zařízení vyvíjela, stávala se složitějšími, například figurky z fénické hlíny, které měly také vizuálně reprezentovat počet počítaných položek. Taková zařízení používali tehdejší obchodníci a účetní. Postupně se od nejjednodušších zařízení na počítání rodila stále složitější zařízení: počítadlo (počítadlo), logaritmické pravítko, mechanická sčítačka, elektronický počítač. Princip ekvivalence byl široce používán v nejjednodušším počítacím zařízení, Abacus nebo Abacus. Počet spočítaných předmětů odpovídal počtu přemístěných domino tohoto nástroje. Poměrně složitým zařízením na počítání by mohl být růženec, používaný v praxi mnoha náboženství. Věřící jako na počítadle počítal počet modliteb vyslovených na korálcích růžence, a když „

"Počítání hodin" od Wilhelma Schickarda

V roce 1623 vynalezl Wilhelm Schickard „Počítací hodiny“ – první mechanickou kalkulačku, která dokázala provádět čtyři aritmetické operace. Následovaly stroje Blaise Pascala (Pascalina, 1642) a Gottfrieda Wilhelma Leibnize.

Kolem roku 1820 vytvořil Charles Xavier Thomas první úspěšný, sériově vyráběný mechanický kalkulátor, Thomas Arithmometer, který uměl sčítat, odečítat, násobit a dělit. Vycházel především z díla Leibnize. Mechanické kalkulačky, které počítají desetinná čísla, se používaly až do 70. let 20. století. Leibniz také popsal binární číselný systém, ústřední složku všech moderních počítačů. Nicméně, až do čtyřicátých lét, mnoho následných vývojů (včetně Charlese Babbage je stroje a dokonce 1945 ENIAC) byl založený na více obtížně-k-implementovat desítkovou soustavu.

Jukebox systém s děrnými štítky

V roce 1801 vyvinul Joseph Marie Jacquard tkalcovský stav, ve kterém byl vyšívaný vzor určován děrnými štítky. Sérii karet bylo možné vyměnit a změna vzoru nevyžadovala změny v mechanice stroje. To byl důležitý milník v historii programování. V roce 1838 přešel Charles Babbage od vývoje Difference Engine k navrhování složitějšího analytického motoru, jehož principy programování přímo vysledovaly k Jaccardovým děrným štítkům. V roce 1890 použil americký úřad pro sčítání lidu děrné štítky a třídicí mechanismy vyvinuté Hermanem Hollerithem ke zpracování záplavy dat ze sčítání lidu za deset let, které nařizovala ústava. Hollerithova společnost se nakonec stala jádrem IBM. Tato společnost vyvinula technologii děrných štítků na výkonný nástroj pro zpracování obchodních dat a vyrobila rozsáhlou řadu specializovaných zařízení pro záznam dat. V roce 1950 se technologie IBM stala všudypřítomnou v průmyslu a vládě. Mnoho počítačových řešení používalo děrné štítky před (a po) koncem 70. let.

1835-1900: První programovatelné stroje

V roce 1835 Charles Babbage popsal svůj analytický motor. Jednalo se o univerzální počítačový design, který používal děrné štítky jako vstupní data a úložiště programů a parní stroj jako zdroj energie. Jednou z klíčových myšlenek bylo použití ozubených kol k provádění matematických funkcí. V Babbageových stopách, i když nevěděl o jeho dřívější práci, šel Percy Ludgate, účetní z Dublinu [Irsko]. Nezávisle navrhl programovatelný mechanický počítač, který popsal v článku publikovaném v roce 1909.

30. - 60. léta 20. století: stolní kalkulačky

Sčítací stroj Felix je nejrozšířenější v SSSR. Vyráběno v letech 1929-1978

V roce 1948 se objevil Curta, malá mechanická kalkulačka, kterou bylo možné držet v jedné ruce. V 50. a 60. letech se na západním trhu objevilo několik značek podobných zařízení. První plně elektronická stolní kalkulačka byla britská ANITA Mk. VII, který používal "Nixie" trubicový displej a 177 miniaturních tyratronových trubic. V červnu 1963 Friden představil EC-130 se čtyřmi funkcemi. Byl zcela tranzistorový, měl 13místné rozlišení na 5palcové katodové trubici a společnost jej prodávala za 2200 dolarů pro trh s kalkulačkami. U modelu EC 132 byly přidány funkce odmocniny a inverzní funkce. V roce 1965 Wang Laboratories vyrobily LOCI-2, 10místnou tranzistorovou stolní kalkulačku, která používala Nixie lampový displej a uměla počítat logaritmy.

Vznik analogových počítačů v předválečných letech

Diferenciální analyzátor, Cambridge, 1938 Před druhou světovou válkou byly mechanické a elektrické analogové počítače považovány za nejpokročilejší stroje a všeobecně se věřilo, že jsou budoucností výpočetní techniky. Analogové počítače využívaly toho, že matematika jevů malého rozsahu - polohy kol nebo elektrického napětí a proudu - je podobná matematice jiných fyzikálních jevů, jako jsou balistické trajektorie, setrvačnost, rezonance, přenos energie, moment setrvačnosti, atd. Tyto a další fyzikální jevy modelovali hodnotami elektrického napětí a proudu.

První elektromechanické digitální počítače

Konrad Zuse z řady Z V roce 1936, když pracoval v izolaci v nacistickém Německu, začal Konrad Zuse pracovat na svém prvním počítači řady Z, který měl paměť a (stále omezenou) programovatelnost. Model Z1, vytvořený převážně na mechanickém základě, ale založený na binární logice, dokončený v roce 1938, nikdy nefungoval dostatečně spolehlivě kvůli nedostatečné přesnosti provedení jeho součástí. Zuseho další vůz, Z3, byl dokončen v roce 1941. Byl postaven na telefonních relé a fungoval celkem uspokojivě. Z3 se tak stal prvním fungujícím počítačem řízeným programem. V mnoha ohledech byl Z3 podobný moderním strojům a byl průkopníkem řady inovací, jako je aritmetika s plovoucí desetinnou čárkou. Nahrazením obtížně implementovatelné desítkové soustavy binární soustavou byly stroje Zuse jednodušší, a tudíž spolehlivější; toto je považováno za jeden z důvodů, proč Zuse uspěl tam, kde Babbage selhal. Programy pro Z3 byly uloženy na perforované fólii. Neexistovaly žádné podmíněné větve, ale v 90. letech bylo teoreticky prokázáno, že Z3 je počítač pro všeobecné použití (pokud ignorujete omezení velikosti fyzické paměti). Ve dvou patentech z roku 1936 Konrad Zuse zmínil, že strojové instrukce mohou být uloženy ve stejné paměti jako data – čímž předvídal to, co se později stalo známým jako von Neumannova architektura a bylo poprvé implementováno až v roce 1949 britským EDSAC.

Britský "Colossus"

Britský kolos byl použit k prolomení německých kódů během druhé světové války. Colossus byl první plně elektronické výpočetní zařízení. Používal velký počet elektronek a informace byly zadávány z děrné pásky. Colossus mohl být nakonfigurován tak, aby prováděl různé logické logické operace, ale nebyl to kompletní Turingův stroj. Kromě Colossus Mk I bylo postaveno dalších devět modelů Mk II. Informace o existenci tohoto stroje byly až do 70. let 20. století utajovány. Winston Churchill osobně podepsal příkaz zničit stroj na kusy ne větší než velikost lidské ruky. Kvůli své tajnosti není Colossus zmíněn v mnoha dílech o historii počítačů.

První generace počítačů von Neumannovy architektury

Paměť na feritových jádrech. Každé jádro je jeden bit. První pracovní stroj s von Neumannovou architekturou byl Manchester „Baby“ - Small-Scale Experimental Machine, vytvořený na univerzitě v Manchesteru v roce 1948; po něm v roce 1949 následoval počítač Manchester Mark I, který již byl kompletním systémem s Williamsovými trubicemi a magnetickým bubnem jako pamětí, stejně jako rejstříkovými registry. Dalším uchazečem o titul „první počítač s digitálním uloženým programem“ byl EDSAC, navržený a zkonstruovaný na University of Cambridge. Spuštěna necelý rok po Baby a již mohla sloužit k řešení skutečných problémů. Ve skutečnosti byl EDSAC vytvořen na základě architektury počítače EDVAC, nástupce ENIAC. Na rozdíl od ENIAC, který používal paralelní zpracování, EDVAC měl jedinou procesorovou jednotku. Toto řešení bylo jednodušší a spolehlivější, takže se tato možnost stala první implementovanou po každé další vlně miniaturizace. Mnozí věří, že Manchester Mark I / EDSAC / EDVAC se stal „Evas“, od kterého téměř všechny moderní počítače odvozují svou architekturu.

První univerzální programovatelný počítač v kontinentální Evropě vytvořil tým vědců pod vedením Sergeje Alekseeviče Lebedeva z Kyjevského institutu elektrotechniky SSSR na Ukrajině. Počítač MESM (Small Electronic Computing Machine) byl uveden do provozu v roce 1950. Obsahoval asi 6000 elektronek a spotřeboval 15 kW. Stroj mohl provést asi 3000 operací za sekundu. Dalším strojem té doby byl australský CSIRAC, který svůj první testovací program provedl v roce 1949.

Stroj Manchester University se stal prototypem pro Ferranti Mark I. První takový stroj byl univerzitě dodán v únoru 1951 a v letech 1951 až 1957 bylo prodáno nejméně devět dalších.

V červnu 1951 byl UNIVAC 1 instalován americkým úřadem pro sčítání lidu. Stroj vyvinula společnost Remington Rand, která nakonec prodala 46 strojů za více než 1 milion dolarů za kus. UNIVAC byl první masově vyráběný počítač; všichni jeho předchůdci byli vyrobeni v jediném exempláři. Počítač se skládal z 5200 elektronek a spotřeboval 125 kW energie. Byly použity rtuťové zpožďovací linky, ukládající 1000 slov paměti, každé s 11 desetinnými číslicemi plus znaménko (72-bitová slova). Na rozdíl od strojů IBM vybavených vstupem pro děrné štítky, UNIVAC používal vstup metalizované magnetické pásky ve stylu 30. let, který poskytuje kompatibilitu s některými existujícími komerčními úložnými systémy. Jiné počítače té doby používaly vysokorychlostní vstup děrné pásky a I/O pomocí modernějších magnetických pásek.

Prvním sovětským sériovým počítačem byla Strela, vyráběná od roku 1953 v Moskevské továrně výpočetních a analytických strojů. „Strela“ patří do třídy velkých univerzálních počítačů (Mainframe) se tříadresovým příkazovým systémem. Počítač měl rychlost 2000-3000 operací za sekundu. Jako externí paměť byly použity dvě magnetické páskové mechaniky s kapacitou 200 000 slov, kapacita RAM byla 2048 buněk po 43 bitech. Počítač se skládal z 6 200 lamp, 60 000 polovodičových diod a spotřeboval 150 kW energie.

V roce 1955 Maurice Wilkes vynalezl mikroprogramování, princip, který byl později široce používán v mikroprocesorech široké škály počítačů. Mikroprogramování umožňuje definovat nebo rozšířit základní sadu příkazů pomocí vestavěných programů (nazývaných mikroprogram nebo firmware).

V roce 1956 IBM poprvé prodala zařízení pro ukládání informací na magnetické disky – RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control). Používá 50 kovových disků o průměru 24 palců, se 100 stopami na každé straně. Zařízení uložilo až 5 MB dat a stálo 10 000 $ za MB. (V roce 2006 stála podobná úložná zařízení – pevné disky – asi 0,001 USD za MB.)

50. léta - začátek 60. let: druhá generace

Dalším významným krokem v historii výpočetní techniky byl vynález tranzistoru v roce 1947. Staly se náhradou křehkých a energeticky náročných lamp. Tranzistorizované počítače jsou obvykle označovány jako „druhá generace“, která dominovala 50. a začátkem 60. let. Díky tranzistorům a deskám plošných spojů bylo dosaženo výrazného snížení velikosti a spotřeby energie a také zvýšení spolehlivosti. Například tranzistorový IBM 1620, který nahradil elektronkový IBM 650, měl velikost kancelářského stolu. Počítače druhé generace však byly stále poměrně drahé, a proto je používaly pouze univerzity, vlády a velké korporace.

Počítače druhé generace se obvykle skládaly z velkého počtu desek s plošnými spoji, z nichž každá obsahovala jedno až čtyři logická hradla nebo klopné obvody. Konkrétně IBM Standard Modular System definoval standard pro takové desky a pro ně připojovací konektory. V roce 1959 IBM na bázi tranzistorů uvedla na trh sálový počítač IBM 7090 a stroj střední třídy IBM 1401. Druhý jmenovaný používal vstup děrné štítky a stal se nejpopulárnějším univerzálním počítačem té doby: v období 1960-1964. Bylo vyrobeno více než 100 tisíc exemplářů tohoto vozu. Používala paměť 4 000 znaků (později zvětšená na 16 000 znaků). Mnoho aspektů tohoto projektu bylo založeno na touze nahradit stroje na děrné štítky, které byly široce používány od dvacátých let do počátku sedmdesátých let. V roce 1960 IBM vydala tranzistorový IBM 1620, původně pouze stroj s děrnou páskou, ale brzy přešel na děrné štítky. Model se stal populárním jako vědecký počítač, bylo vyrobeno asi 2000 kopií. Stroj používal paměť magnetického jádra s kapacitou až 60 000 desetinných míst.

Také v roce 1960 DEC vydal svůj první model, PDP-1, určený pro použití technickým personálem v laboratořích a pro výzkum.

V roce 1961 vydala společnost Burroughs Corporation B5000, první dvouprocesorový počítač s virtuální pamětí. Dalšími jedinečnými vlastnostmi byla architektura založená na zásobníku, adresování založené na rukojeti a nedostatek programování přímo v jazyce symbolických instrukcí.

První sovětské sériové polovodičové počítače byly „Spring“ a „Snow“, vyráběné v letech 1964 až 1972. Špičkový výkon počítače Snow byl 300 000 operací za sekundu. Stroje byly vyrobeny na bázi tranzistorů s taktovací frekvencí 5 MHz. Celkem bylo vyrobeno 39 počítačů.

Za nejlepší domácí počítač 2. generace je považován BESM-6 vytvořený v roce 1966. V architektuře BESM-6 byl poprvé široce použit princip kombinování provádění příkazů (až 14 unicastových strojových příkazů mohlo být při různé fáze realizace). Mechanismy přerušení, ochrana paměti a další inovativní řešení umožnily použití BESM-6 v multiprogramovém režimu a režimu sdílení času. Počítač měl 128 KB RAM na feritových jádrech a externí paměť na magnetických bubnech a pásce. BESM-6 pracoval s taktovací frekvencí 10 MHz a na tehdejší dobu rekordním výkonem - asi 1 milion operací za sekundu. Celkem bylo vyrobeno 355 počítačů.

60. léta 20. století: třetí a následující generace

Rychlý růst používání počítačů začal s tzv. "3. generace" počítačů. Začalo to vynálezem integrovaných obvodů, které nezávisle na sobě vynalezli nositel Nobelovy ceny Jack Kilby a Robert Noyce. To později vedlo k vynálezu mikroprocesoru Tadem Hoffem (Intel). Během 60. let došlo k určitému překrývání mezi technologiemi 2. a 3. generace. Na konci roku 1975 Sperry Univac pokračoval ve výrobě strojů 2. generace, jako je UNIVAC 494.

1970-1990 - čtvrtá generace počítačů

Obecně se má za to, že období od roku 1970 do roku 1990 patří mezi počítače čtvrté generace. Existuje však jiný názor - mnozí věří, že úspěchy tohoto období nejsou tak velké, aby je považovali za rovnocennou generaci. Zastánci tohoto pohledu nazývají tuto dekádu patřící do „třetí a půl“ generace počítačů a teprve od roku 1985 bychom podle nich měli počítat roky života samotné čtvrté generace, která je dodnes živá .

Tak či onak je zřejmé, že od poloviny 70. let dochází v informatice stále méně a méně zásadních inovací. Pokrok jde především cestou vývoje toho, co již bylo vynalezeno a vynalezeno, především prostřednictvím zvyšování výkonu a miniaturizace základny prvků a samotných počítačů.

A samozřejmě nejdůležitější je, že od začátku 80. let se díky nástupu osobních počítačů výpočetní technika skutečně rozšířila a zpřístupnila veřejnosti. Nastává paradoxní situace: přestože osobní a minipočítače stále ve všech ohledech zaostávají za velkými stroji, lví podíl inovací poslední dekády – grafická uživatelská rozhraní, nová periferní zařízení, globální sítě – vděčí za svůj vzhled a vývoj právě tomu „frivolní“ technologie. Velké počítače a superpočítače samozřejmě v žádném případě nevymřely a stále se vyvíjejí. Nyní už ale neovládají počítačovou arénu jako kdysi.

Základem počítače jsou velké integrované obvody (LSI). Stroje měly dramaticky zvýšit produktivitu práce ve vědě, výrobě, managementu, zdravotnictví, službách i každodenním životě. Vysoký stupeň integrace pomáhá zvýšit hustotu balení elektronického zařízení a zlepšit jeho spolehlivost, což vede ke zvýšení výkonu počítače a snížení jeho nákladů. To vše má významný dopad na logickou strukturu (architekturu) počítače a jeho software. Sbližuje se propojení mezi strukturou stroje a jeho softwarem, zejména operačním systémem (neboli monitorem) – souborem programů, které organizují nepřetržitý chod stroje bez zásahu člověka. Tato generace zahrnuje počítače EC: ES-1015, -1025, -1035, -1045, -1055, -1065 („Řádek 2“), -1036, -1046, -1066, SM-1420, -1600, - 1700, všechny osobní počítače ("Electronics MS 0501", "Electronics-85", "Iskra-226", ES-1840, -1841, -1842 atd.), jakož i další typy a modifikace. Součástí počítače čtvrté generace je také víceprocesorový výpočetní komplex Elbrus. „Elbrus-1KB“ měl rychlost až 5,5 milionu operací s pohyblivou řádovou čárkou za sekundu a kapacitu paměti RAM až 64 MB. Elbrus-2 má výkon až 120 milionů operací za sekundu, kapacitu RAM až 144 MB nebo 16 MSwords (72bitové slovo) a maximální propustnost I/O kanálů 120 MB/s.

Příklad: IBM 370-168

Vyrobeno v roce 1972. Tento model vozu byl jedním z nejrozšířenějších. Kapacita RAM - 8,2 MB. Výkon - 7,7 milionů operací za sekundu.

1990-...do současnosti - 5. generace počítačů

Přechod na počítače páté generace znamenal přechod na nové architektury zaměřené na vytváření umělé inteligence.

Věřilo se, že architektura počítačů páté generace bude obsahovat dva hlavní bloky. Jedním z nich je samotný počítač, ve kterém komunikaci s uživatelem zajišťuje jednotka zvaná „inteligentní rozhraní“. Úkolem rozhraní je porozumět textu napsanému v přirozeném jazyce nebo řeči a převést takto uvedený problém do funkčního programu.

Základní požadavky na počítače 5. generace: Vytvoření vyvinutého rozhraní člověk-stroj (rozpoznávání řeči, rozpoznávání obrazu); Vývoj logického programování pro vytváření znalostních bází a systémů umělé inteligence; Tvorba nových technologií ve výrobě výpočetní techniky; Tvorba nových počítačových architektur a výpočetních systémů.

Nové technické možnosti výpočetní techniky měly rozšířit okruh úkolů k řešení a umožnit přejít k úkolům vytváření umělé inteligence. Jednou z komponent nezbytných pro tvorbu umělé inteligence jsou znalostní báze (databáze) v různých oblastech vědy a techniky. Vytváření a používání databází vyžaduje vysokorychlostní výpočetní systémy a velké množství paměti. Počítače pro všeobecné použití jsou schopny provádět vysokorychlostní výpočty, ale nejsou vhodné pro provádění vysokorychlostních operací porovnávání a třídění velkých objemů záznamů, obvykle uložených na magnetických discích. Pro vytváření programů, které vyplňují, aktualizují a pracují s databázemi, byly vytvořeny speciální objektově orientované a logické programovací jazyky, které poskytují největší možnosti ve srovnání s konvenčními procedurálními jazyky. Struktura těchto jazyků vyžaduje přechod od tradiční von Neumannovy počítačové architektury k architektuře, která zohledňuje požadavky úkolů vytváření umělé inteligence.

Příklad: IBM eServer z990

Rok výroby 2003. Fyzikální parametry: hmotnost 2000 kg, příkon 21 kW, plocha 2,5 m2. m., výška 1,94 m., kapacita RAM 256 GB, výkon - 9 miliard instrukcí/sec.

Počítač, který vytvořili, pracoval tisíckrát rychleji než Mark 1. Ukázalo se však, že většinu času byl tento počítač nečinný, protože pro nastavení metody výpočtu (programu) v tomto počítači bylo nutné zapojovat vodiče požadovaným způsobem na několik hodin nebo dokonce několik dní. A samotný výpočet by pak mohl trvat jen pár minut či dokonce sekund.

Pro zjednodušení a urychlení procesu nastavování programů začali Mauchly a Eckert navrhovat nový počítač, který by mohl program uložit do své paměti. V roce 1945 byl do práce přiveden slavný matematik John von Neumann, který o tomto počítači vypracoval zprávu. Zpráva byla zaslána mnoha vědcům a stala se široce známou, protože v ní von Neumann jasně a jednoduše formuloval obecné principy fungování počítačů, tedy univerzálních výpočetních zařízení. A dodnes je naprostá většina počítačů vyrobena v souladu s principy, které John von Neumann nastínil ve své zprávě v roce 1945. První počítač ztělesňující von Neumannovy principy sestrojil v roce 1949 anglický badatel Maurice Wilkes.

Vývoj prvního elektronického sériového stroje UNIVAC (Universal Automatic Computer) zahájili kolem roku 1947 Eckert a Mauchli, kteří v prosinci téhož roku založili firmu ECKERT-MAUCHLI. První model stroje (UNIVAC-1) byl postaven pro US Census Bureau a uveden do provozu na jaře 1951. Synchronní, sekvenční počítač UNIVAC-1 vznikl na základě počítačů ENIAC a EDVAC. Pracoval s taktovací frekvencí 2,25 MHz a obsahoval asi 5000 elektronek. Interní paměťové zařízení s kapacitou 1000 12bitových dekadických čísel bylo implementováno na 100 rtuťových zpožďovacích linkách.

Brzy po uvedení stroje UNIVAC-1 do provozu přišli jeho vývojáři s myšlenkou automatického programování. Směřovalo to k zajištění toho, aby stroj sám mohl připravit sekvenci příkazů potřebných k vyřešení daného problému.

Silným limitujícím faktorem v práci počítačových konstruktérů na počátku 50. let byl nedostatek vysokorychlostní paměti. Podle jednoho z průkopníků výpočetní techniky, D. Eckerta, „architektura stroje je určena pamětí“. Vědci zaměřili své úsilí na paměťové vlastnosti feritových prstenců navlečených na drátěné matrice.

V roce 1951 publikoval J. Forrester článek o využití magnetických jader pro ukládání digitální informace. Stroj Whirlwind-1 byl první, který používal paměť magnetického jádra. Skládal se ze 2 kostek 32 x 32 x 17 s jádry, které poskytovaly úložiště 2048 slov pro 16bitová binární čísla s jedním paritním bitem.

Brzy se IBM zapojila do vývoje elektronických počítačů. V roce 1952 uvedla svůj první průmyslový elektronický počítač IBM 701, což byl synchronní paralelní počítač obsahující 4 000 elektronek a 12 000 germaniových diod. Vylepšená verze stroje IBM 704 se vyznačovala vysokou rychlostí, používala indexové registry a reprezentovala data ve formě s pohyblivou řádovou čárkou.

IBM 704
Po počítači IBM 704 vyšel IBM 709, který se architektonicky blížil strojům druhé a třetí generace. V tomto stroji bylo poprvé použito nepřímé adresování a poprvé se objevily I/O kanály.

V roce 1956 vyvinula IBM plovoucí magnetické hlavy na vzduchovém polštáři. Jejich vynález umožnil vytvořit nový typ paměti – disková paměťová zařízení (SD), jejichž význam byl plně doceněn v následujících desetiletích rozvoje výpočetní techniky. První disková paměťová zařízení se objevila ve strojích IBM 305 a RAMAC. Ten měl balíček skládající se z 50 magneticky potažených kovových disků, které se otáčely rychlostí 12 000 otáček za minutu. Povrch disku obsahoval 100 stop pro záznam dat, z nichž každá obsahovala 10 000 znaků.

Po prvním produkčním počítači UNIVAC-1 vydala společnost Remington-Rand v roce 1952 počítač UNIVAC-1103, který pracoval 50krát rychleji. Později byla softwarová přerušení poprvé použita v počítači UNIVAC-1103.

Zaměstnanci společnosti Rernington-Rand používali algebraickou formu algoritmů psaní nazvanou „Short Code“ (první interpret, vytvořený v roce 1949 Johnem Mauchlym). Kromě toho je třeba poznamenat důstojníka amerického námořnictva a vedoucího programovacího týmu, tehdejší kapitánku (později jedinou admirálku v námořnictvu) Grace Hopperovou, která vyvinula první překladačový program. Mimochodem, termín „kompilátor“ poprvé zavedl G. Hopper v roce 1951. Tento kompilační program přeložil do strojového jazyka celý program, napsaný v algebraické formě vhodné pro zpracování. G. Hopper je také autorem termínu „chyba“ ve vztahu k počítačům. Jednou vletěl do laboratoře otevřeným oknem brouk (v angličtině - bug), který seděl na kontaktech a zkratoval je a způsobil vážnou poruchu v provozu stroje. Spálený brouk byl nalepen na administrativní deník, kde byly zaznamenány různé poruchy. Takto byla zdokumentována první chyba v počítačích.

IBM učinila první kroky na poli automatizace programování vytvořením „Fast Coding System“ pro stroj IBM 701 v roce 1953. V SSSR navrhl A. A. Ljapunov jeden z prvních programovacích jazyků. V roce 1957 dokončila skupina vedená D. Backusem práci na prvním programovacím jazyce na vysoké úrovni, který se později stal populárním, nazvaný FORTRAN. Jazyk, implementovaný poprvé na počítači IBM 704, přispěl k rozšíření působnosti počítačů.

Alexej Andrejevič Ljapunov
Ve Velké Británii v červenci 1951 na konferenci na univerzitě v Manchesteru představil M. Wilkes zprávu „Nejlepší metoda pro navrhování automatického stroje“, která se stala průkopnickou prací o základech mikroprogramování. Metoda, kterou navrhl pro navrhování řídicích zařízení, našla široké uplatnění.

M. Wilkes realizoval svou myšlenku mikroprogramování v roce 1957 při vytváření stroje EDSAC-2. V roce 1951 napsal M. Wilkes spolu s D. Wheelerem a S. Gillem první učebnici programování „Skládání programů pro elektronické výpočetní stroje“.

V roce 1956 vydal Ferranti počítač Pegasus, který poprvé implementoval koncept obecných registrů (GPR). S příchodem RON došlo k odstranění rozdílu mezi indexovými registry a akumulátory a programátor měl k dispozici nikoli jeden, ale více akumulátorových registrů.

Nástup osobních počítačů

Mikroprocesory byly poprvé použity v různých specializovaných zařízeních, jako jsou kalkulačky. V roce 1974 však několik společností oznámilo vytvoření osobního počítače založeného na mikroprocesoru Intel-8008, tedy zařízení, které plní stejné funkce jako velký počítač, ale je určeno pro jednoho uživatele. Počátkem roku 1975 se objevil první komerčně distribuovaný osobní počítač Altair-8800, založený na mikroprocesoru Intel-8080. Tento počítač se prodával za přibližně 500 dolarů. A přestože jeho možnosti byly velmi omezené (RAM byla pouze 256 bajtů, chyběla klávesnice a obrazovka), jeho vzhled byl přivítán s velkým nadšením: v prvních měsících se prodalo několik tisíc sad stroje. Kupující dodali tomuto počítači další zařízení: monitor pro zobrazování informací, klávesnici, rozšiřující jednotky paměti atd. Brzy tato zařízení začaly vyrábět i jiné společnosti. Na konci roku 1975 vytvořili Paul Allen a Bill Gates (budoucí zakladatelé Microsoftu) překladač jazyka Basic pro počítač Altair, který uživatelům umožňoval snadno komunikovat s počítačem a snadno pro něj psát programy. To také přispělo k nárůstu popularity osobních počítačů.

Úspěch Altair-8800 donutil mnoho společností začít také vyrábět osobní počítače. Osobní počítače se začaly prodávat plně vybavené, s klávesnicí a monitorem, poptávka po nich se pohybovala v řádu desítek a poté stovek tisíc kusů ročně. Objevilo se několik časopisů věnovaných osobním počítačům. Růst tržeb výrazně napomohla řada užitečných programů praktického významu. Objevily se i komerčně distribuované programy, např. textový editor WordStar a tabulkový procesor VisiCalc (1978, resp. 1979). Díky těmto a mnoha dalším programům byl nákup osobních počítačů pro podnikání velmi výhodný: s jejich pomocí bylo možné provádět účetní výpočty, sestavovat dokumenty atd. Použití velkých počítačů pro tyto účely bylo příliš nákladné.

Koncem 70. let 20. století vedlo rozšíření osobních počítačů dokonce k mírnému poklesu poptávky po velkých počítačích a minipočítačích (minipočítače). To se stalo předmětem vážných obav IBM, přední společnosti ve výrobě velkých počítačů, a v roce 1979 se IBM rozhodla zkusit svou ruku na trhu osobních počítačů. Vedení společnosti však podcenilo budoucí význam tohoto trhu a na vytvoření osobního počítače pohlíželo jako na drobný experiment – něco jako jednu z desítek prací prováděných ve firmě na vytvoření nového zařízení. Aby se za tento experiment nevynaložilo příliš mnoho peněz, vedení společnosti dalo jednotce odpovědné za tento projekt volnost ve společnosti nevídanou. Zejména mu bylo dovoleno nenavrhovat osobní počítač od nuly, ale používat bloky vyrobené jinými společnostmi. A tento celek dané šance naplno využil.

Jako hlavní mikroprocesor počítače byl zvolen tehdy nejnovější 16bitový mikroprocesor Intel-8088. Jeho použití umožnilo výrazně zvýšit potenciální možnosti počítače, protože nový mikroprocesor umožňoval pracovat s 1 MB paměti a všechny tehdy dostupné počítače byly omezeny na 64 kB.

V srpnu 1981 byl veřejnosti oficiálně představen nový počítač s názvem IBM PC, který si brzy poté získal mezi uživateli velkou oblibu. O několik let později zaujal IBM PC vedoucí pozici na trhu a nahradil 8bitové modely počítačů.

IBM PC
Tajemství popularity IBM PC spočívá v tom, že IBM neudělalo ze svého počítače jediné jednodílné zařízení a nechrání jeho design patenty. Místo toho sestavila počítač z nezávisle vyrobených dílů a neudržela v tajnosti specifikace těchto dílů a způsob jejich propojení. Naproti tomu konstrukční principy IBM PC byly dostupné všem. Tento přístup, nazývaný princip otevřené architektury, učinil IBM PC ohromujícím úspěchem, i když zabránil IBM sdílet výhody svého úspěchu. Zde si ukážeme, jak otevřenost architektury IBM PC ovlivnila vývoj osobních počítačů.

Příslib a obliba IBM PC učinila výrobu různých komponent a přídavných zařízení pro IBM PC velmi atraktivní. Konkurence mezi výrobci vedla k levnějším součástkám a zařízením. Velmi brzy se mnoho firem přestalo spokojit s rolí výrobců komponentů pro IBM PC a začaly si sestavovat vlastní počítače kompatibilní s IBM PC. Vzhledem k tomu, že tyto společnosti nepotřebovaly nést obrovské náklady IBM na výzkum a údržbu struktury obrovské společnosti, dokázaly své počítače prodávat mnohem levněji (někdy 2-3x) než podobné počítače IBM.

Počítače kompatibilní s IBM PC byly zpočátku pohrdavě nazývány „klony“, ale tato přezdívka se neuchytila, protože mnoho výrobců počítačů kompatibilních s IBM PC začalo zavádět technické pokroky rychleji než samotné IBM. Uživatelé mohli samostatně upgradovat své počítače a vybavit je dalšími zařízeními od stovek různých výrobců.

Osobní počítače budoucnosti

Základem počítačů budoucnosti nebudou křemíkové tranzistory, kde informace přenášejí elektrony, ale optické systémy. Nosičem informace budou fotony, protože jsou lehčí a rychlejší než elektrony. Díky tomu bude počítač levnější a kompaktnější. Nejdůležitější ale je, že optoelektronické výpočty jsou mnohem rychlejší, než jaké se používají dnes, takže počítač bude mnohem výkonnější.

PC bude malých rozměrů a bude mít výkon moderních superpočítačů. PC se stane úložištěm informací pokrývajících všechny aspekty našeho každodenního života, nebude vázáno na elektrické sítě. Tento počítač bude před zloději chráněn díky biometrickému skeneru, který rozpozná svého majitele podle otisku prstu.

Hlavním způsobem komunikace s počítačem bude hlas. Stolní počítač se promění v „bonboniéru“, nebo spíše v obří počítačovou obrazovku – interaktivní fotonický displej. Není potřeba klávesnice, protože všechny akce lze provádět dotykem prstu. Ale pro ty, kteří preferují klávesnici, může být virtuální klávesnice vytvořena na obrazovce kdykoli a odstraněna, když již není potřeba.

Počítač se stane operačním systémem domu a dům začne reagovat na potřeby majitele, bude znát jeho preference (uvařit si v 7 hodin kávu, pustit si oblíbenou hudbu, nahrát požadovaný televizní pořad, upravit teplotu a vlhkost, atd.)

Velikost obrazovky nebude hrát v počítačích budoucnosti žádnou roli. Může být velký jako váš pracovní stůl nebo malý. Větší verze počítačových obrazovek budou založeny na fotonicky excitovaných tekutých krystalech, které budou mít mnohem nižší spotřebu než dnešní LCD monitory. Barvy budou živé a obrázky budou přesné (možné plazmové displeje). Ve skutečnosti bude dnešní koncept „rozlišení“ značně atrofován.