تاریخچه جدول محاسباتی دستگاه ها و دستگاه های محاسباتی از دوران باستان تا امروز - سند

به محض اینکه شخصی مفهوم "کمیت" را کشف کرد، بلافاصله شروع به انتخاب ابزارهایی کرد که شمارش را بهینه و تسهیل می کند. امروزه کامپیوترهای فوق قدرتمند، بر اساس اصول محاسبات ریاضی، اطلاعات را پردازش، ذخیره و انتقال می دهند - مهمترین منبع و موتور پیشرفت بشر. با در نظر گرفتن اجمالی مراحل اصلی این فرآیند، درک چگونگی توسعه فناوری رایانه دشوار نیست.

مراحل اصلی توسعه فناوری رایانه

محبوب ترین طبقه بندی پیشنهاد می کند که مراحل اصلی توسعه فناوری رایانه را بر اساس زمانی مشخص کند:

• مرحله دستی از آغاز عصر بشر آغاز شد و تا اواسط قرن هفدهم ادامه یافت. در این دوره اصول شمارش پدیدار شد. بعدها با شکل گیری سیستم های اعداد موقعیتی، دستگاه هایی ظاهر شدند (چرتکه، چرتکه و بعداً یک قانون اسلاید) که محاسبات ارقامی را ممکن می ساخت.
• مرحله مکانیکی از اواسط قرن 17 شروع شد و تقریبا تا پایان قرن 19 ادامه داشت. سطح توسعه علم در این دوره امکان ایجاد دستگاه های مکانیکی را فراهم کرد که عملیات حسابی اساسی را انجام می دهند و به طور خودکار بالاترین ارقام را به خاطر می آورند.
• مرحله الکترومکانیکی کوتاه ترین مرحله ای است که تاریخ توسعه فناوری رایانه را متحد می کند. فقط حدود 60 سال دوام آورد. این دوره بین اختراع اولین جدول ساز در سال 1887 تا سال 1946 است که اولین رایانه (ENIAC) ظاهر شد. ماشین های جدید که عملکرد آنها بر اساس یک درایو الکتریکی و یک رله الکتریکی بود، انجام محاسبات را با سرعت و دقت بسیار بیشتری ممکن می کرد، اما روند شمارش هنوز باید توسط یک فرد کنترل می شد.
• مرحله الکترونیکی از نیمه دوم قرن گذشته آغاز شد و تا امروز ادامه دارد. این داستان شش نسل کامپیوترهای الکترونیکی است - از اولین واحدهای غول پیکر که بر پایه لوله های خلاء ساخته شده بودند تا ابررایانه های مدرن فوق العاده قدرتمند با تعداد زیادی پردازنده موازی که قادر به اجرای همزمان دستورات زیادی هستند.

مراحل توسعه فناوری رایانه بر اساس یک اصل زمانی به طور خودسرانه تقسیم می شوند. در زمانی که برخی از انواع رایانه ها در حال استفاده بودند، پیش نیازها برای ظهور موارد زیر به طور فعال ایجاد می شد.

اولین دستگاه های شمارش

اولین ابزار شمارش شناخته شده در تاریخ توسعه فناوری رایانه، ده انگشت دست انسان است. نتایج شمارش در ابتدا با استفاده از انگشتان، بریدگی‌های روی چوب و سنگ، چوب‌های مخصوص و گره‌ها ثبت شد.

با پیدایش نوشتن، روش‌های مختلفی برای نوشتن اعداد پدیدار شد و توسعه یافت و سیستم‌های اعداد موقعیتی اختراع شدند (اعشاری در هندوستان، شمسی در بابل).

در حدود قرن چهارم قبل از میلاد، یونانیان باستان شروع به شمارش با استفاده از چرتکه کردند. در ابتدا، این یک لوح مسطح سفالی بود که با یک جسم نوک تیز نوارهایی روی آن اعمال می شد. شمارش با قرار دادن سنگ های کوچک یا سایر اشیاء کوچک روی این راه راه ها به ترتیب خاصی انجام می شد.

در چین، در قرن چهارم پس از میلاد، چرتکه هفت پر ظاهر شد - suanpan (suanpan). سیم ها یا طناب ها - نه یا بیشتر - روی یک قاب چوبی مستطیلی کشیده می شدند. سیم دیگری (طناب) که عمود بر سایرین کشیده شده بود، سوانپان را به دو قسمت نابرابر تقسیم می کرد. در محفظه بزرگتر که «زمین» نام داشت، پنج استخوان روی سیم وجود داشت، در محفظه کوچکتر، به نام «آسمان»، دو استخوان وجود داشت. هر یک از سیم ها با یک رقم اعشار مطابقت داشت.

چرتکه سنتی سوروبان از قرن شانزدهم در ژاپن رایج شد و از چین به آنجا رسید. در همان زمان چرتکه در روسیه ظاهر شد.

در قرن هفدهم، بر اساس لگاریتمی که توسط ریاضیدان اسکاتلندی جان ناپیر کشف شد، ادموند گانتر انگلیسی قانون اسلاید را اختراع کرد. این دستگاه به طور مداوم بهبود می یافت و تا به امروز زنده مانده است. به شما امکان می دهد اعداد را ضرب و تقسیم کنید، به توان ها برسانید، لگاریتم ها و توابع مثلثاتی را تعیین کنید.

قانون اسلاید به وسیله ای تبدیل شد که توسعه فناوری رایانه را در مرحله دستی (پیش مکانیکی) تکمیل کرد.

اولین دستگاه های محاسبه مکانیکی

در سال 1623 دانشمند آلمانی ویلهلم شیکارد اولین ماشین حساب مکانیکی را ایجاد کرد که آن را ساعت شمارش نامید. مکانیسم این دستگاه شبیه یک ساعت معمولی بود که از چرخ دنده ها و چرخ دنده ها تشکیل شده بود. با این حال، این اختراع تنها در اواسط قرن گذشته شناخته شد.

یک جهش کوانتومی در زمینه فناوری محاسبات، اختراع ماشین افزودن پاسکالینا در سال 1642 بود. خالق آن، ریاضیدان فرانسوی بلز پاسکال، کار بر روی این دستگاه را زمانی که حتی 20 سال نداشت آغاز کرد. «پاسکالینا» وسیله ای مکانیکی به شکل جعبه با تعداد زیادی چرخ دنده به هم پیوسته بود. اعدادی که باید اضافه می شدند با چرخاندن چرخ های مخصوص وارد دستگاه می شدند.

در سال 1673، گوتفرید فون لایبنیتس، ریاضیدان و فیلسوف ساکسونی، ماشینی را اختراع کرد که چهار عمل اصلی ریاضی را انجام می داد و می توانست جذر را استخراج کند. اصل عملکرد آن بر اساس سیستم اعداد باینری بود که به طور خاص توسط دانشمند اختراع شد.

در سال 1818، چارلز (کارل) فرانسوی خاویر توماس دو کولمار، با در نظر گرفتن ایده های لایب نیتس به عنوان مبنایی، ماشین جمع آوری را اختراع کرد که می توانست ضرب و تقسیم شود. و دو سال بعد، چارلز بابیج انگلیسی شروع به ساخت ماشینی کرد که قادر به انجام محاسبات با دقت 20 رقم اعشار بود. این پروژه ناتمام ماند، اما نویسنده آن در سال 1830 یک موتور تحلیلی برای انجام محاسبات علمی و فنی دقیق ایجاد کرد. قرار بود این دستگاه توسط نرم افزار کنترل شود و از کارت های سوراخ دار با محل سوراخ های مختلف برای ورودی و خروجی اطلاعات استفاده شود. پروژه بابیج توسعه فناوری محاسبات الکترونیکی و مشکلاتی را که می توان با کمک آن حل کرد، پیش بینی کرد.

قابل توجه است که شهرت اولین برنامه نویس جهان متعلق به یک زن - لیدی آدا لاولیس (نی بایرون) است. این او بود که اولین برنامه ها را برای کامپیوتر بابیج ایجاد کرد. یکی از زبان های کامپیوتری متعاقباً به نام او نامگذاری شد.

توسعه اولین آنالوگ های کامپیوتری

در سال 1887، تاریخ توسعه فناوری رایانه وارد مرحله جدیدی شد. مهندس آمریکایی هرمان هولریث (هولریث) موفق به طراحی اولین کامپیوتر الکترومکانیکی - جدولگر شد. مکانیسم آن دارای یک رله و همچنین شمارنده و جعبه مرتب سازی ویژه بود. دستگاه سوابق آماری ساخته شده بر روی کارت های پانچ شده را خواند و مرتب کرد. متعاقباً، شرکتی که توسط هولریث تأسیس شد، به ستون فقرات غول کامپیوتری مشهور جهان IBM تبدیل شد.

در سال 1930، وانوار بوش آمریکایی یک تحلیلگر دیفرانسیل ساخت. انرژی آن توسط برق تامین می شد و از لوله های خلاء برای ذخیره داده ها استفاده می شد. این ماشین قادر به یافتن سریع راه حل برای مسائل پیچیده ریاضی بود.

شش سال بعد، دانشمند انگلیسی آلن تورینگ مفهوم ماشین را توسعه داد که مبنای نظری کامپیوترهای مدرن شد. تمام ویژگی های اصلی فناوری رایانه مدرن را داشت: می توانست گام به گام عملیاتی را که در حافظه داخلی برنامه ریزی شده بود انجام دهد.

یک سال پس از آن، جورج استیبیتز، دانشمندی از ایالات متحده، اولین دستگاه الکترومکانیکی کشور را اختراع کرد که قادر به انجام جمع دودویی بود. عملیات او بر اساس جبر بولی بود - منطق ریاضی ایجاد شده در اواسط قرن 19 توسط جورج بول: استفاده از عملگرهای منطقی AND، OR و NOT. بعداً جمع کننده باینری به بخشی جدایی ناپذیر از رایانه دیجیتال تبدیل می شود.

در سال 1938، کلود شانون، کارمند دانشگاه ماساچوست، اصول طراحی منطقی کامپیوتری را که از مدارهای الکتریکی برای حل مسائل جبر بولی استفاده می کند، بیان کرد.

آغاز عصر کامپیوتر

دولت های کشورهای درگیر در جنگ جهانی دوم از نقش استراتژیک محاسبات در انجام عملیات نظامی آگاه بودند. این انگیزه ای برای توسعه و ظهور موازی نسل اول رایانه ها در این کشورها بود.

یکی از پیشگامان رشته مهندسی کامپیوتر، کنراد زوزه، مهندس آلمانی بود. او در سال 1941 اولین رایانه ای را که توسط یک برنامه کنترل می شد ایجاد کرد. این دستگاه که Z3 نام دارد بر روی رله های تلفن ساخته شده بود و برنامه های آن بر روی نوار سوراخ دار کدگذاری می شد. این دستگاه توانست در سیستم باینری کار کند و همچنین با اعداد ممیز شناور کار کند.

مدل بعدی دستگاه Zuse، Z4، رسماً به عنوان اولین رایانه قابل برنامه‌ریزی واقعی شناخته شد. او همچنین به عنوان خالق اولین زبان برنامه نویسی سطح بالا به نام Plankalküll در تاریخ ثبت شد.

در سال 1942، محققان آمریکایی جان آتاناسوف (آتاناسوف) و کلیفورد بری یک دستگاه محاسباتی ایجاد کردند که روی لوله های خلاء کار می کرد. این ماشین همچنین از کد باینری استفاده می کرد و می توانست تعدادی عملیات منطقی را انجام دهد.

در سال 1943، در یک آزمایشگاه دولتی انگلیس، در فضایی محرمانه، اولین کامپیوتر به نام "Colossus" ساخته شد. به جای رله های الکترومکانیکی، از 2 هزار لوله الکترونیکی برای ذخیره و پردازش اطلاعات استفاده کرد. هدف آن شکستن و رمزگشایی کد پیام های مخفی ارسال شده توسط دستگاه رمزگذاری انیگما آلمان بود که به طور گسترده توسط Wehrmacht استفاده می شد. وجود این دستگاه برای مدت طولانی در شدیدترین حالت محرمانه نگهداری می شد. پس از پایان جنگ، دستور تخریب آن شخصا توسط وینستون چرچیل امضا شد.

توسعه معماری

در سال 1945، جان (یانوس لایوس) فون نویمان، ریاضیدان مجارستانی-آلمانی آمریکایی، نمونه اولیه معماری کامپیوترهای مدرن را ایجاد کرد. او نوشتن برنامه ای را به شکل کد مستقیماً در حافظه دستگاه پیشنهاد کرد که به معنای ذخیره مشترک برنامه ها و داده ها در حافظه رایانه است.

معماری فون نیومن اساس اولین کامپیوتر الکترونیکی جهانی به نام انیاک را تشکیل داد که در آن زمان در ایالات متحده ایجاد شد. این غول حدود 30 تن وزن داشت و در 170 متر مربع مساحت قرار داشت. 18 هزار لامپ در عملکرد دستگاه استفاده شد. این کامپیوتر می توانست 300 عملیات ضرب یا 5 هزار جمع را در یک ثانیه انجام دهد.

اولین کامپیوتر قابل برنامه ریزی جهانی اروپا در سال 1950 در اتحاد جماهیر شوروی (اوکراین) ساخته شد. گروهی از دانشمندان کیف به رهبری سرگئی الکسیویچ لبدف، یک ماشین محاسبه الکترونیکی کوچک (MESM) طراحی کردند. سرعت آن 50 عملیات در ثانیه بود، حاوی حدود 6 هزار لوله خلاء بود.

در سال 1952، فناوری رایانه داخلی با BESM، یک ماشین محاسبه الکترونیکی بزرگ، که تحت رهبری لبدف نیز توسعه یافته بود، تکمیل شد. این کامپیوتر که تا 10 هزار عملیات در ثانیه انجام می داد، در آن زمان سریع ترین کامپیوتر اروپا بود. اطلاعات با استفاده از نوار کاغذ پانچ وارد حافظه دستگاه می شد و داده ها از طریق چاپ عکس خروجی می شد.

در همان دوره ، مجموعه ای از رایانه های بزرگ در اتحاد جماهیر شوروی با نام عمومی "Strela" تولید شد (نویسنده توسعه یوری یاکولوویچ بازیلفسکی). از سال 1954، تولید سریال کامپیوتر جهانی "اورال" در پنزا به رهبری بشیر رامیف آغاز شد. آخرین مدل‌ها سخت‌افزار و نرم‌افزار سازگار با یکدیگر بودند، انتخاب گسترده‌ای از دستگاه‌های جانبی وجود داشت که به شما امکان می‌داد ماشین‌هایی را با پیکربندی‌های مختلف مونتاژ کنید.

ترانزیستورها انتشار اولین کامپیوترهای سریال

با این حال، لامپ ها خیلی سریع از کار افتادند و کار با دستگاه را بسیار دشوار می کرد. ترانزیستور که در سال 1947 اختراع شد، توانست این مشکل را حل کند. با استفاده از خواص الکتریکی نیمه هادی ها، همان وظایف لوله های خلاء را انجام می داد، اما فضای بسیار کمتری را اشغال می کرد و انرژی زیادی مصرف نمی کرد. همراه با ظهور هسته های فریت برای سازماندهی حافظه رایانه، استفاده از ترانزیستورها باعث شد تا اندازه ماشین ها به میزان قابل توجهی کاهش یابد و آنها را حتی مطمئن تر و سریع تر کند.

در سال 1954، شرکت آمریکایی تگزاس اینسترومنتز شروع به تولید انبوه ترانزیستور کرد و دو سال بعد اولین کامپیوتر نسل دوم ساخته شده بر روی ترانزیستورها به نام TX-O در ماساچوست ظاهر شد.

در اواسط قرن گذشته، بخش قابل توجهی از سازمان‌های دولتی و شرکت‌های بزرگ از رایانه‌ها برای محاسبات علمی، مالی، مهندسی و کار با حجم زیادی از داده‌ها استفاده می‌کردند. به تدریج، رایانه ها ویژگی های آشنای امروز ما را به دست آوردند. در این دوره پلاترها، چاپگرها و رسانه های ذخیره سازی روی دیسک های مغناطیسی و نوار ظاهر شدند.

استفاده فعال از فناوری رایانه منجر به گسترش حوزه های کاربردی آن و ایجاد فناوری های نرم افزاری جدید شده است. زبان های برنامه نویسی سطح بالا ظاهر شده اند که امکان انتقال برنامه ها را از یک ماشین به ماشین دیگر و ساده سازی روند نوشتن کد (فرترن، کوبول و دیگران) فراهم می کنند. برنامه های مترجم ویژه ای ظاهر شده اند که کدهای این زبان ها را به دستوراتی تبدیل می کنند که مستقیماً توسط دستگاه قابل درک است.

پیدایش مدارهای مجتمع

در سالهای 1958-1960، به لطف مهندسان رابرت نویس و جک کیلبی از ایالات متحده، جهان در مورد وجود مدارهای مجتمع با خبر شد. ترانزیستورهای مینیاتوری و سایر اجزاء، گاهی اوقات تا صدها یا هزاران، بر روی پایه کریستالی سیلیکونی یا ژرمانیومی نصب می شدند. تراشه ها، کمی بیش از یک سانتی متر اندازه، بسیار سریعتر از ترانزیستورها بودند و انرژی بسیار کمتری مصرف می کردند. تاریخچه توسعه فناوری رایانه ظاهر آنها را با ظهور نسل سوم رایانه ها پیوند می دهد.

در سال 1964، IBM اولین کامپیوتر از خانواده SYSTEM 360 را منتشر کرد که بر اساس مدارهای مجتمع ساخته شده بود. از این زمان به بعد می توان تولید انبوه رایانه ها را حساب کرد. در مجموع بیش از 20 هزار نسخه از این کامپیوتر تولید شد.

در سال 1972، اتحاد جماهیر شوروی کامپیوتر ES (سری یکپارچه) را توسعه داد. اینها مجتمع های استاندارد شده ای برای عملکرد مراکز کامپیوتری بودند که دارای یک سیستم فرماندهی مشترک بودند. سیستم آمریکایی IBM 360 به عنوان پایه در نظر گرفته شد.

سال بعد، DEC مینی کامپیوتر PDP-8 را منتشر کرد که اولین پروژه تجاری در این زمینه بود. هزینه نسبتا پایین مینی کامپیوترها امکان استفاده از آن ها را برای سازمان های کوچک فراهم کرده است.

در همان دوره، نرم افزار به طور مداوم بهبود می یافت. سیستم های عامل با هدف پشتیبانی از حداکثر تعداد دستگاه های خارجی توسعه یافتند و برنامه های جدیدی ظاهر شدند. در سال 1964، آنها BASIC را توسعه دادند، زبانی که به طور خاص برای آموزش برنامه نویسان تازه کار طراحی شده بود. پنج سال پس از این، پاسکال ظاهر شد که برای حل بسیاری از مشکلات کاربردی بسیار راحت بود.

کامپیوترهای شخصی

پس از سال 1970 تولید نسل چهارم کامپیوترها آغاز شد. توسعه فناوری رایانه در این زمان با معرفی مدارهای مجتمع بزرگ به تولید رایانه مشخص می شود. چنین ماشین هایی اکنون می توانند هزاران میلیون عملیات محاسباتی را در یک ثانیه انجام دهند و ظرفیت RAM آنها به 500 میلیون بیت افزایش یافته است. کاهش قابل توجه هزینه ریز رایانه ها منجر به این واقعیت شده است که فرصت خرید آنها به تدریج در اختیار افراد عادی قرار می گیرد.

اپل یکی از اولین تولید کنندگان کامپیوترهای شخصی بود. سازندگان آن، استیو جابز و استیو وزنیاک، اولین مدل رایانه شخصی را در سال 1976 طراحی کردند و نام Apple I را به آن دادند. قیمت آن تنها 500 دلار بود. یک سال بعد، مدل بعدی این شرکت ارائه شد - Apple II.

کامپیوتر آن زمان برای اولین بار شبیه به یک لوازم خانگی شد: علاوه بر اندازه جمع و جور آن، طراحی زیبا و رابط کاربر پسند داشت. گسترش رایانه های شخصی در پایان دهه 1970 منجر به این واقعیت شد که تقاضا برای رایانه های مرکزی به طور قابل توجهی کاهش یافت. این واقعیت سازنده آنها، IBM را به شدت نگران کرد و در سال 1979 اولین رایانه شخصی خود را به بازار عرضه کرد.

دو سال بعد، اولین میکروکامپیوتر این شرکت با معماری باز ظاهر شد که بر اساس ریزپردازنده 16 بیتی 8088 ساخت اینتل بود. این رایانه مجهز به یک صفحه نمایش تک رنگ، دو درایو برای فلاپی دیسک های پنج اینچی و 64 کیلوبایت رم بود. از طرف شرکت سازنده، مایکروسافت به طور ویژه یک سیستم عامل برای این دستگاه توسعه داده است. تعداد زیادی کلون رایانه شخصی IBM در بازار ظاهر شد که باعث رشد تولید صنعتی رایانه های شخصی شد.

در سال 1984، اپل یک کامپیوتر جدید به نام مکینتاش توسعه و عرضه کرد. سیستم عامل آن بسیار کاربر پسند بود: دستورات را در قالب تصاویر گرافیکی ارائه می کرد و اجازه می داد با استفاده از ماوس وارد شوند. این امر رایانه را حتی بیشتر در دسترس قرار می دهد، زیرا در حال حاضر هیچ مهارت خاصی از کاربر مورد نیاز نیست.

برخی منابع، رایانه‌های نسل پنجم فناوری محاسبات را به سال‌های 1992-2013 نشان می‌دهند. به طور خلاصه، مفهوم اصلی آنها به صورت زیر فرموله شده است: اینها رایانه هایی هستند که بر اساس ریزپردازنده های بسیار پیچیده ایجاد شده اند و دارای ساختار بردار موازی هستند که امکان اجرای همزمان ده ها دستور متوالی تعبیه شده در برنامه را فراهم می کند. ماشین‌هایی با چند صد پردازنده که به صورت موازی کار می‌کنند، پردازش داده‌ها را با دقت و سرعت بیشتر و همچنین ایجاد شبکه‌های کارآمد ممکن می‌سازند.

توسعه فن آوری رایانه ای مدرن در حال حاضر به ما اجازه می دهد تا در مورد رایانه های نسل ششم صحبت کنیم. اینها کامپیوترهای الکترونیکی و نوری هستند که بر روی ده ها هزار ریزپردازنده کار می کنند که با موازی سازی عظیم و مدل سازی معماری سیستم های بیولوژیکی عصبی مشخص می شوند که به آنها اجازه می دهد با موفقیت تصاویر پیچیده را تشخیص دهند.

با بررسی مداوم تمام مراحل توسعه فناوری رایانه، باید به یک واقعیت جالب توجه کرد: اختراعاتی که خود را به خوبی در هر یک از آنها ثابت کرده اند تا به امروز زنده مانده اند و همچنان با موفقیت مورد استفاده قرار می گیرند.

کلاس های علوم کامپیوتر

گزینه های مختلفی برای طبقه بندی کامپیوترها وجود دارد.

بنابراین، با توجه به هدف آنها، کامپیوترها تقسیم می شوند:

• به جهانی - آنهایی که قادر به حل طیف گسترده ای از مسائل ریاضی، اقتصادی، مهندسی، فنی، علمی و غیره هستند.
• مشکل گرا - حل مسائل با جهت باریک تر، به عنوان یک قاعده، با مدیریت فرآیندهای خاص (ضبط داده ها، انباشت و پردازش مقادیر کمی از اطلاعات، انجام محاسبات مطابق با الگوریتم های ساده). آنها منابع نرم افزاری و سخت افزاری محدودتری نسبت به کامپیوترهای گروه اول دارند.
• رایانه های تخصصی معمولاً وظایف کاملاً تعریف شده را حل می کنند. آنها ساختار بسیار تخصصی دارند و با پیچیدگی نسبتاً کم دستگاه و کنترل، در زمینه خود کاملاً قابل اعتماد و سازنده هستند. به عنوان مثال، اینها کنترل کننده ها یا آداپتورهایی هستند که تعدادی از دستگاه ها را کنترل می کنند و همچنین ریزپردازنده های قابل برنامه ریزی.

بر اساس اندازه و ظرفیت تولید، تجهیزات محاسبات الکترونیکی مدرن به دو دسته تقسیم می شوند:

• به فوق العاده بزرگ (ابر رایانه ها)؛
• کامپیوترهای بزرگ؛
• کامپیوترهای کوچک؛
• بسیار کوچک (ریز کامپیوترها).

بنابراین، دیدیم که دستگاه‌هایی که ابتدا توسط انسان برای در نظر گرفتن منابع و ارزش‌ها و سپس برای انجام سریع و دقیق محاسبات پیچیده و عملیات محاسباتی اختراع شد، پیوسته در حال توسعه و بهبود بودند.

موسسه آموزشی شهری مدرسه متوسطه شماره 3 ناحیه کاراسوک

موضوع : تاریخچه توسعه فناوری کامپیوتر.

گردآوری شده توسط:

MOUSOSH دانشجویی شماره 3

کوچتوف اگور پاولوویچ

مدیر و مشاور:

سردیوکوف والنتین ایوانوویچ،

معلم علوم کامپیوتر MOUSOSH شماره 3

کاراسوک 2008

ارتباط

معرفی

اولین قدم ها در توسعه دستگاه های شمارش

دستگاه های محاسبه قرن هفدهم

دستگاه های محاسبه قرن 18

دستگاه های شمارش قرن نوزدهم

توسعه فناوری محاسبات در آغاز قرن بیستم

ظهور و توسعه فناوری رایانه در دهه 40 قرن بیستم

توسعه فناوری رایانه در دهه 50 قرن بیستم

توسعه فناوری رایانه در دهه 60 قرن بیستم

توسعه فناوری رایانه در دهه 70 قرن بیستم

توسعه فناوری رایانه در دهه 80 قرن بیستم

توسعه فناوری رایانه در دهه 90 قرن بیستم

نقش فناوری کامپیوتر در زندگی انسان

تحقیقات من

نتیجه

کتابشناسی - فهرست کتب

ارتباط

ریاضیات و علوم کامپیوتر در تمام زمینه های جامعه اطلاعاتی مدرن استفاده می شود. تولید مدرن، کامپیوتری شدن جامعه و معرفی فناوری های اطلاعاتی مدرن نیازمند سواد و شایستگی ریاضی و اطلاعاتی است. با این حال، امروزه، دوره های مدرسه در علوم کامپیوتر و ICT اغلب یک رویکرد آموزشی یک طرفه را ارائه می دهند که به دلیل فقدان منطق ریاضی لازم برای تسلط کامل بر مطالب، اجازه نمی دهد سطح دانش را به درستی افزایش دهد. همچنین عدم تحریک پتانسیل خلاق دانش آموزان بر انگیزه یادگیری و در نتیجه بر سطح نهایی مهارت ها، دانش و توانایی ها تأثیر منفی می گذارد. چگونه می توان یک موضوع را بدون دانستن تاریخچه آن مطالعه کرد؟ از این مطالب می توان در درس های تاریخ، ریاضی و علوم کامپیوتر استفاده کرد.

امروزه تصور اینکه بتوانید بدون رایانه کار کنید دشوار است. اما چندی پیش، تا اوایل دهه 70، رایانه ها در دسترس دایره بسیار محدودی از متخصصان بودند و استفاده از آنها، به عنوان یک قاعده، محرمانه باقی می ماند و برای عموم مردم کمتر شناخته شده بود. با این حال، در سال 1971، رویدادی رخ داد که وضعیت را به شدت تغییر داد و با سرعت فوق العاده، کامپیوتر را به یک ابزار کار روزمره برای ده ها میلیون نفر تبدیل کرد.

معرفی

مردم یاد گرفتند با انگشتان خود بشمارند. وقتی این کافی نبود، ساده ترین دستگاه های شمارش ظاهر شدند. آباک که در جهان باستان رواج یافت، جایگاه ویژه ای در میان آنها داشت. سپس پس از سالها توسعه انسانی، اولین کامپیوترهای الکترونیکی (رایانه) ظاهر شدند. آنها نه تنها کار محاسباتی را تسریع کردند، بلکه به مردم انگیزه ای برای ایجاد فناوری های جدید دادند. کلمه "کامپیوتر" به معنای "کامپیوتر" است. دستگاه محاسباتی نیاز به خودکار سازی پردازش داده ها، از جمله محاسبات، مدت ها پیش بوجود آمد. امروزه تصور اینکه بتوانید بدون رایانه کار کنید دشوار است. اما چندی پیش، تا اوایل دهه 70، رایانه ها در دسترس دایره بسیار محدودی از متخصصان بودند و استفاده از آنها، به عنوان یک قاعده، محرمانه باقی می ماند و برای عموم مردم کمتر شناخته شده بود. با این حال، در سال 1971، رویدادی رخ داد که وضعیت را به شدت تغییر داد و با سرعت فوق العاده، کامپیوتر را به یک ابزار کار روزمره برای ده ها میلیون نفر تبدیل کرد. در آن سال بدون شک مهم، شرکت تقریبا ناشناخته اینتل از یک شهر کوچک آمریکایی با نام زیبای سانتا کلارا (کالیفرنیا) اولین ریزپردازنده را عرضه کرد. ظهور طبقه جدیدی از سیستم‌های محاسباتی - رایانه‌های شخصی، که امروزه اساساً توسط همه افراد، از دانش‌آموزان دبستانی و حسابداران گرفته تا دانشمندان و مهندسان، مورد استفاده قرار می‌گیرند، مدیون او هستیم. در پایان قرن بیستم، تصور زندگی بدون رایانه شخصی غیرممکن است. کامپیوتر محکم وارد زندگی ما شده است و به دستیار اصلی انسان تبدیل شده است. امروزه در دنیا کامپیوترهای زیادی از شرکت های مختلف، گروه های پیچیدگی، اهداف و نسل های مختلف وجود دارد. در این مقاله به تاریخچه توسعه فناوری رایانه و همچنین مروری کوتاه بر امکانات استفاده از سیستم‌های محاسباتی مدرن و روندهای بعدی در توسعه رایانه‌های شخصی خواهیم پرداخت.

اولین قدم ها در توسعه دستگاه های شمارش

تاریخچه دستگاه های شمارش به قرن ها قبل باز می گردد. قدیمی ترین ابزار محاسبه ای که خود طبیعت در اختیار انسان قرار داد دست خود او بود. برای آسان‌تر کردن شمارش، مردم ابتدا از انگشتان یک دست، سپس از هر دو و در برخی قبایل از انگشتان پا استفاده کردند. در قرن شانزدهم، تکنیک های شمارش انگشت در کتاب های درسی شرح داده شد.

مرحله بعدی در توسعه شمارش استفاده از سنگریزه یا اشیاء دیگر و برای به خاطر سپردن اعداد - بریدگی روی استخوان حیوانات، گره روی طناب بود. به اصطلاح "استخوان Vestonitsa" با شکاف های کشف شده در حفاری ها به مورخان اجازه می دهد فرض کنند که حتی در آن زمان، 30 هزار سال قبل از میلاد، اجداد ما با اصول شمارش آشنا بودند:

توسعه اولیه شمارش نوشتاری به دلیل پیچیدگی عملیات حسابی در ضرب اعدادی که در آن زمان وجود داشت، با مشکل مواجه شد. علاوه بر این، تعداد کمی از مردم نحوه نوشتن را می دانستند و هیچ ماده آموزشی برای نوشتن وجود نداشت - پوست در حدود قرن دوم قبل از میلاد شروع به تولید کرد، پاپیروس بسیار گران بود و استفاده از لوح های گلی ناخوشایند بود.

این شرایط ظاهر یک دستگاه محاسبه ویژه - چرتکه را توضیح می دهد. تا قرن 5 قبل از میلاد. چرتکه در مصر، یونان و روم گسترده شد. این تخته ای با شیارهایی بود که طبق اصل موقعیتی، برخی از اشیاء - سنگریزه ها، استخوان ها در آن قرار می گرفت.

ساز چرتکه مانند در بین همه ملل شناخته شده بود. چرتکه یونانی باستان (تخته یا "تخته سالامینی" که به نام جزیره سالامیس در دریای اژه نامگذاری شده است) تخته ای بود که با ماسه دریا پاشیده شده بود. شیارهایی در ماسه وجود داشت که روی آنها اعداد با سنگریزه مشخص شده بود. یک شیار مربوط به واحدها، دیگری به ده ها و غیره بود. اگر در هنگام شمارش بیش از 10 سنگریزه در هر شیاری جمع آوری می شد، حذف می شد و در رتبه بعدی یک سنگریزه اضافه می شد.

رومی ها چرتکه را بهبود بخشیدند و از تخته های چوبی، ماسه و سنگریزه به تخته های مرمری با شیارهای تراشیده و توپ های مرمری حرکت کردند. بعدها، در حدود سال 500 پس از میلاد، چرتکه بهبود یافت و چرتکه متولد شد، دستگاهی متشکل از مجموعه ای از بند انگشتی که بر روی میله ها بسته شده بودند. سان تابه چرتکه چینی شامل یک قاب چوبی بود که به دو قسمت بالا و پایین تقسیم می شد. چوب ها با ستون ها و مهره ها با اعداد مطابقت دارند. برای چینی ها، شمارش نه بر اساس ده، بلکه بر پنج است.

به دو قسمت تقسیم می شود: در قسمت پایین در هر ردیف 5 دانه وجود دارد، در قسمت بالایی دو عدد. بدین ترتیب برای تنظیم عدد 6 روی این چرتکه ها ابتدا استخوان مربوط به پنج را قرار داده و سپس یک عدد را به رقم واحد اضافه کردند.

ژاپنی ها همین دستگاه را برای شمارش سروبیان می نامیدند:

در روسیه، برای مدت طولانی، با استخوان هایی که در انبوهی قرار می گرفتند، شمارش می کردند. در حدود قرن پانزدهم "چرتکه پلانک" به طور گسترده ای گسترش یافت که تقریباً هیچ تفاوتی با چرتکه معمولی نداشت و شامل یک قاب با طناب های افقی تقویت شده بود که بر روی آن چاله های آلو یا گیلاس حفر شده بود.

در حدود قرن ششم. آگهی در هند روش های بسیار پیشرفته ای برای نوشتن اعداد و قوانین برای انجام عملیات حسابی که امروزه سیستم اعداد اعشاری نامیده می شود، شکل گرفت. هندی ها هنگام نوشتن عددی که فاقد هر رقمی بود (مثلاً 101 یا 1204)، کلمه "خالی" را می گفتند. ” به جای نام شماره. هنگام ضبط، یک نقطه به جای رقم "خالی" قرار داده شد و بعداً یک دایره رسم شد. چنین دایره ای "سونیا" نامیده می شد - در هندی به معنای "فضای خالی" بود. ریاضیدانان عرب این کلمه را به زبان خود ترجمه کردند - آنها گفتند "سیفر". کلمه مدرن "صفر" نسبتاً اخیراً متولد شد - دیرتر از "رقم". این از کلمه لاتین "nihil" - "نه" می آید. در حدود سال 850 میلادی. دانشمند عرب ریاضیدان محمد بن موسی الخوارزم (از شهر خوارزم در کنار رودخانه آمودریا) کتابی در مورد قوانین کلی حل مسائل حسابی با استفاده از معادلات نوشت. به آن «کتاب الجبر» می گفتند. این کتاب نام خود را به علم جبر داد. کتاب دیگری از خوارزمی نقش بسیار مهمی داشت که در آن حساب هندی را به تفصیل شرح داد. سیصد سال بعد (در سال 1120) این کتاب به لاتین ترجمه شد و اولین کتاب شد کتاب درسی حساب «هندی» (یعنی امروزی ما) برای تمام شهرهای اروپایی.

ظهور واژه «الگوریتم» را مدیون محمد بن موسی الخوارزم هستیم.

در پایان قرن پانزدهم، لئوناردو داوینچی (1452-1519) طرحی از یک دستگاه اضافه کننده 13 بیتی با حلقه های ده دندانه ایجاد کرد. اما دست‌نوشته‌های داوینچی تنها در سال 1967 کشف شدند، بنابراین زندگی‌نامه دستگاه‌های مکانیکی از دستگاه افزودن پاسکال می‌آید. بر اساس نقشه‌های او، امروز یک شرکت تولید رایانه آمریکایی یک ماشین کار برای اهداف تبلیغاتی ساخته است.

دستگاه های محاسبه قرن هفدهم

در سال 1614، ریاضیدان اسکاتلندی جان نایپر (1550-1617) جداول لگاریتمی را اختراع کرد. اصل آنها این است که هر عدد مربوط به یک عدد خاص - یک لگاریتم - یک توان است که برای به دست آوردن یک عدد معین، عدد باید به آن افزایش یابد (پایه لگاریتم). هر عددی را می توان به این صورت بیان کرد. لگاریتم تقسیم و ضرب را بسیار ساده می کند. برای ضرب دو عدد کافی است لگاریتم آنها را اضافه کنید. به لطف این ویژگی، عملیات ضرب پیچیده به یک عملیات جمع ساده کاهش می یابد. برای ساده کردن، جداول لگاریتم جمع آوری شد که بعداً در دستگاهی ساخته شد که می تواند به طور قابل توجهی روند محاسبه را سرعت بخشد - یک قانون اسلاید.

ناپیر در سال 1617 روش دیگری (غیر لگاریتمی) را برای ضرب اعداد پیشنهاد کرد. این ابزار که چوب ناپیر (یا بند انگشت) نامیده می شود از صفحات یا بلوک های نازک تشکیل شده است. هر طرف بلوک دارای اعدادی است که یک پیشرفت ریاضی را تشکیل می دهند.

دستکاری بلوک به شما امکان می دهد ریشه های مربعی و مکعبی را استخراج کنید و همچنین اعداد بزرگ را ضرب و تقسیم کنید.

ویلهلم شیکارد

در سال 1623، ویلهلم شیکارد، خاورشناس و ریاضیدان، استاد دانشگاه تیوبین، در نامه هایی به دوستش یوهانس کپلر، طراحی یک "ساعت شمارش" - یک ماشین محاسبه با دستگاهی برای تنظیم اعداد و غلتک ها با یک نوار لغزنده را توصیف کرد. و پنجره ای برای خواندن نتیجه. این ماشین فقط می توانست جمع و تفریق کند (برخی منابع می گویند که این ماشین می تواند ضرب و تقسیم نیز داشته باشد). این اولین ماشین مکانیکی بود. در زمان ما، طبق توضیحات او، مدل آن ساخته شده است:

بلز پاسکال

در سال 1642، ریاضیدان فرانسوی بلز پاسکال (1623-1662) یک دستگاه محاسبه را طراحی کرد تا کار پدرش، یک بازرس مالیات، را آسان کند. این دستگاه امکان افزودن اعداد اعشاری را فراهم می کرد. از نظر بیرونی، مانند جعبه ای با چرخ دنده های متعدد به نظر می رسید.

اساس ماشین اضافه کردن، ضبط کننده یا ابزار شمارش بود. ده برآمدگی داشت که روی هر کدام اعداد نوشته شده بود. برای انتقال ده ها، یک دندانه کشیده روی چرخ دنده وجود داشت که دنده میانی را درگیر می کرد و می چرخاند که چرخش را به چرخ دنده ده ها منتقل می کرد. یک چرخ دنده اضافی مورد نیاز بود تا اطمینان حاصل شود که هر دو چرخ دنده شمارش - یک و ده - در یک جهت می چرخند. چرخ دنده شمارش با استفاده از مکانیزم ضامن دار (انتقال حرکت رو به جلو و عدم انتقال حرکت معکوس) به اهرم متصل شد. انحراف اهرم به یک زاویه یا دیگری امکان وارد کردن اعداد تک رقمی را در شمارنده و جمع آوری آنها فراهم می کند. در ماشین پاسکال یک درایو جغجغه ای به تمام چرخ دنده های شمارش متصل شده بود که امکان افزودن اعداد چند رقمی را فراهم می کرد.

در سال 1642، رابرت بیساکار بریتانیایی، و در سال 1657 - به طور مستقل - S. Partridge یک قانون اسلاید مستطیل شکل را توسعه دادند که طراحی آن تا به امروز تا حد زیادی باقی مانده است.

در سال 1673، فیلسوف، ریاضیدان، فیزیکدان آلمانی، گوتفرید ویلهلم لایبنیتس (Gottfried Wilhelm Leibniz، 1646-1716) یک "ماشین حساب مرحله" ایجاد کرد - یک ماشین محاسبه که به شما امکان می دهد با استفاده از ریشه مربع اضافه کنید، تفریق کنید، ضرب کنید، تقسیم کنید، استخراج کنید. سیستم اعداد باینری

این دستگاه پیشرفته تری بود که از یک قطعه متحرک (نمونه اولیه کالسکه) و یک دسته استفاده می کرد که اپراتور با آن چرخ را می چرخاند. محصول لایب‌نیتس به سرنوشت غم‌انگیز پیشینیان خود دچار شد: اگر کسی از آن استفاده می‌کرد، فقط خانواده لایب‌نیتس و دوستان خانواده‌اش بودند، زیرا زمان تقاضای انبوه برای چنین مکانیسم‌هایی هنوز فرا نرسیده بود.

این ماشین نمونه اولیه ماشین اضافه بود که از سال 1820 تا دهه 60 قرن بیستم استفاده می شد.

دستگاه های محاسبه از قرن 18.

در سال 1700، چارلز پررو «مجموعه تعداد زیادی ماشین‌های اختراع خود کلود پررو» را منتشر کرد که در آن در میان اختراعات کلود پرو (برادر چارلز پرو) یک ماشین اضافه وجود دارد که در آن از قفسه‌های دنده به جای چرخ دنده استفاده می‌شود. این دستگاه «چرتکه رابدولوژیک» نام داشت. این وسیله به این دلیل نامگذاری شد که گذشتگان چرتکه را تخته کوچکی می گفتند که روی آن اعداد نوشته می شود و رابدولوژی - علم اجرا.

عملیات حسابی با استفاده از چوب های کوچک با اعداد.

در سال 1703، گوتفرید ویلهلم لایب‌نیتس رساله‌ای به نام «تصویر حساب دودویی» - در مورد استفاده از سیستم اعداد باینری در رایانه‌ها نوشت. اولین کارهای او در مورد حساب باینری به سال 1679 باز می‌گردد.

کریستین لودویگ گرستن، ریاضیدان، فیزیکدان و ستاره شناس آلمانی، یکی از اعضای انجمن سلطنتی لندن، در سال 1723 یک ماشین حساب اختراع کرد و دو سال بعد آن را ساخت. ماشین Gersten از این نظر قابل توجه است که اولین دستگاهی است که از دستگاهی برای محاسبه ضریب و تعداد عملیات جمع متوالی مورد نیاز هنگام ضرب اعداد استفاده می کند و همچنین امکان کنترل صحت وارد کردن (تنظیم) جمع دوم را فراهم می کند. احتمال خطای ذهنی مرتبط با خستگی ماشین حساب را کاهش می دهد.

در سال 1727، ژاکوب لوپولد یک ماشین محاسبه ساخت که از اصل ماشین لایب نیتس استفاده می کرد.

در گزارش کمیسیون آکادمی علوم پاریس، که در سال 1751 در مجله دانشمندان منتشر شد، خطوط قابل توجهی وجود دارد: «نتایج روش آقای پریرا که ما دیدیم برای یک بار دیگر تأیید این نظر کاملاً کافی است. که این روش آموزش ناشنوایان بسیار کاربردی است و شخصی که با چنین موفقیتی از آن استفاده کرده است قابل ستایش و تشویق است... در صحبت از پیشرفتی که شاگرد آقای پریرا در مدت بسیار کوتاهی به دست آورد. با علم به اعداد، باید اضافه کنیم که آقای پریرا از موتور محاسباتی استفاده می کند که خودش آن را اختراع کرده است. این ماشین حسابی در "ژورنال دانشمندان" توضیح داده شده است، اما، متأسفانه، مجله حاوی نقاشی نیست. این ماشین محاسبه از ایده هایی استفاده می کرد که از پاسکال و پررو به عاریت گرفته شده بود، اما در کل یک طرح کاملاً اصلی بود. تفاوت آن با ماشین های شناخته شده در این بود که چرخ های شمارش آن بر روی محورهای موازی قرار نداشتند، بلکه روی یک محور قرار داشتند که از کل ماشین عبور می کرد. این نوآوری که طراحی را فشرده تر می کرد، متعاقباً توسط مخترعان دیگر - Felt و Odner - به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت.

در نیمه دوم قرن هفدهم (حداکثر از سال 1770) یک دستگاه جمع در شهر نسویژ ایجاد شد. کتیبه روی این دستگاه بیان می کند که "این دستگاه توسط یهودی ایونا یاکوبسون، ساعت ساز و مکانیک در شهر نسویژ در لیتوانی، "Minsk Voivodeship" اختراع و ساخته شده است. این دستگاه در حال حاضر در مجموعه ابزارهای علمی موزه M.V. Lomonosov (سن پترزبورگ) قرار دارد. یکی از ویژگی های جالب ماشین جاکوبسون، دستگاه خاصی بود که امکان شمارش خودکار تعداد تفریق های انجام شده و به عبارت دیگر تعیین ضریب را فراهم می کرد. وجود این دستگاه، یک مشکل مبتکرانه حل شده در وارد کردن اعداد، توانایی ثبت نتایج متوسط ​​- همه اینها به ما امکان می دهد "ساعت ساز از Nesvizh" را یک طراح برجسته تجهیزات محاسبه بدانیم.

در سال 1774، کشیش روستایی فیلیپ ماتاوس هان اولین ماشین محاسبه کار را توسعه داد. او موفق شد تعداد کمی ماشین حساب بسازد و از همه باورنکردنی بفروشد.

در سال 1775، در انگلستان، کنت استاینهوپ یک دستگاه محاسبه را ایجاد کرد که در آن سیستم های مکانیکی جدید پیاده سازی نمی شد، اما این دستگاه در عملکرد قابل اعتمادتر بود.

دستگاه های محاسبه از قرن 19.

در سال 1804، مخترع فرانسوی ژوزف ماری ژاکارد (1752-1834) راهی برای کنترل خودکار نخ هنگام کار بر روی دستگاه بافندگی ابداع کرد. این روش شامل استفاده از کارت‌های مخصوص با سوراخ‌هایی بود که در مکان‌های مناسب حفر شده بودند (بسته به طرحی که قرار بود روی پارچه اعمال شود). بنابراین، او یک ماشین ریسندگی طراحی کرد که عملکرد آن را می توان با استفاده از کارت های مخصوص برنامه ریزی کرد. عملکرد دستگاه با استفاده از یک دسته کامل از کارت های پانچ برنامه ریزی شده بود که هر کدام یک ضربه شاتل را کنترل می کردند. هنگامی که به یک نقاشی جدید می روید، اپراتور به سادگی یک دسته از کارت های پانچ شده را با دیگری جایگزین می کند. یکی از اکتشافات کلیدی که تعیین کننده پیشرفت بیشتر فناوری رایانه است، ایجاد یک ماشین بافندگی که توسط کارت هایی با سوراخ هایی بر روی آنها سوراخ شده و به شکل نوار به یکدیگر متصل می شود، کنترل می شود.

چارلز خاویر توماس

چارلز خاویر توماس (1785-1870) در سال 1820 اولین ماشین حساب مکانیکی را ایجاد کرد که نه تنها می توانست جمع و ضرب کند، بلکه می توانست تفریق و تقسیم کند. توسعه سریع ماشین حساب های مکانیکی منجر به اضافه شدن تعدادی عملکرد مفید در سال 1890 شد: ذخیره نتایج میانی و استفاده از آنها در عملیات بعدی، چاپ نتیجه و غیره. ایجاد ماشین آلات ارزان و قابل اعتماد امکان استفاده از این ماشین ها را برای مقاصد تجاری و محاسبات علمی فراهم کرد.

چارلز بابیج

در سال 1822م ریاضیدان انگلیسی چارلز بابیج (1792-1871) ایده ایجاد یک ماشین محاسبه کنترل شده با برنامه با دستگاه حساب، دستگاه کنترل، ورودی و چاپ را مطرح کرد.

اولین ماشین طراحی شده بابیج، موتور دیفرانسیل، توسط یک موتور بخار کار می کرد. او جداول لگاریتم را با استفاده از روش تمایز ثابت محاسبه کرد و نتایج را روی صفحه فلزی ثبت کرد. مدل کاری که او در سال 1822 ایجاد کرد، یک ماشین حساب شش رقمی بود که قادر به انجام محاسبات و چاپ جداول عددی بود.

آدا لاولیس

لیدی آدا لاولیس (آدا بایرون، کنتس لاولیس، 1815-1852) به طور همزمان با دانشمند انگلیسی کار می کرد. او اولین برنامه ها را برای دستگاه توسعه داد، ایده های زیادی را مطرح کرد و تعدادی از مفاهیم و اصطلاحات را معرفی کرد که تا به امروز باقی مانده اند.

موتور تحلیلی بابیج توسط علاقه مندان از موزه علوم لندن ساخته شده است. از چهار هزار قطعه آهن، برنز و فولاد تشکیل شده و وزن آن سه تن است. درست است، استفاده از آن بسیار دشوار است - با هر محاسبه باید دسته دستگاه را چندین صد (یا حتی هزاران) بار بچرخانید.

اعداد روی دیسک هایی که به صورت عمودی مرتب شده اند نوشته می شوند (تایپ می شوند) و در موقعیت های 0 تا 9 تنظیم می شوند. موتور توسط یک سری کارت های پانچ شده حاوی دستورالعمل ها (برنامه) هدایت می شود.

تلگراف اول

اولین تلگراف الکتریکی در سال 1937 توسط مخترعان انگلیسی ویلیام کوک (1806-1879) و چارلز ویتستون (1802-1875) ساخته شد. جریان الکتریکی از طریق سیم ها به گیرنده ارسال شد. سیگنال‌ها فلش‌هایی را روی گیرنده فعال می‌کردند که به حروف مختلف اشاره می‌کردند و بنابراین پیام‌ها را منتقل می‌کردند.

هنرمند آمریکایی ساموئل مورس (1791-1872) کد تلگراف جدیدی را اختراع کرد که جایگزین کد کوک و وتستون شد. او برای هر حرف نقطه و خط تیره ایجاد کرد. مورس با گذاشتن یک سیم تلگراف به طول 6 کیلومتر از بالتیمور به واشنگتن و انتقال اخبار انتخابات ریاست جمهوری بر روی آن، رمز خود را به نمایش گذاشت.

بعدها (در سال 1858)، چارلز وتستون سیستمی را ایجاد کرد که در آن یک اپراتور، با استفاده از کد مورس، پیام‌ها را روی نوار کاغذی بلندی تایپ می‌کرد که به دستگاه تلگراف وارد می‌شد. در انتهای خط، ضبط کننده پیام دریافتی را روی نوار کاغذی دیگری تایپ می کرد. بهره وری اپراتورهای تلگراف ده برابر افزایش می یابد - پیام ها اکنون با سرعت صد کلمه در دقیقه ارسال می شوند.

در سال 1846، ماشین حساب Kummer ظاهر شد، که بیش از 100 سال به تولید انبوه رسید - تا دهه هفتاد قرن بیستم. ماشین حساب ها اکنون به یک ویژگی جدایی ناپذیر از زندگی مدرن تبدیل شده اند. اما زمانی که ماشین‌حساب وجود نداشت، ماشین‌حساب کومر مورد استفاده قرار می‌گرفت که به میل طراحان، بعداً به "Addiator"، "Products"، "Rarithmetic Ruler" یا "Progress" تبدیل شد. این وسیله شگفت انگیز که در اواسط قرن نوزدهم ساخته شده است، به گفته سازنده آن، می تواند به اندازه یک کارت بازی ساخته شود و بنابراین به راحتی در یک جیب جا می شود. دستگاه کومر، معلم موسیقی سن پترزبورگ، در میان دستگاه هایی که قبلاً اختراع شده بودند، به دلیل قابل حمل بودن که به مهم ترین مزیت آن تبدیل شد، متمایز بود. اختراع کومر مانند یک تخته مستطیل شکل با لت های شکل دار به نظر می رسید. جمع و تفریق از طریق ساده ترین حرکت نوارها انجام شد. جالب است که ماشین حساب کومر که در سال 1946 به آکادمی علوم سن پترزبورگ ارائه شد، بر محاسبات پولی متمرکز بود.

در روسیه، علاوه بر دستگاه Slonimsky و اصلاحات شمارشگر Kummer، به اصطلاح میله های شمارش که در سال 1881 توسط دانشمند Ioffe اختراع شد، بسیار محبوب بودند.

جورج بول

در سال 1847، ریاضیدان انگلیسی جورج بول (1815-1864) اثر "تحلیل ریاضی منطق" را منتشر کرد. اینگونه بود که شاخه جدیدی از ریاضیات پدیدار شد. جبر بولی نامیده شد. هر مقدار در آن می تواند تنها یکی از دو مقدار را بگیرد: true یا false، 1 یا 0. این جبر برای سازندگان رایانه های مدرن بسیار مفید بود. از این گذشته، رایانه فقط دو نماد را درک می کند: 0 و 1. او را بنیانگذار منطق ریاضی مدرن می دانند.

1855 برادران جورج و ادوارد شوتز از استکهلم اولین کامپیوتر مکانیکی را با استفاده از کار Ch. Babbage ساختند.

در سال 1867، Bunyakovsky ماشین حساب های خود را اختراع کرد که بر اساس اصل چرخ های دیجیتال متصل (دنده پاسکال) بود.

در سال 1878 دانشمند انگلیسی جوزف سوان (1828-1914) لامپ برق را اختراع کرد. این یک فلاسک شیشه ای بود که داخل آن یک فیلامنت کربن بود. برای جلوگیری از سوختن نخ، سوان هوا را از فلاسک خارج کرد.

سال بعد، مخترع آمریکایی توماس ادیسون (1847-1931) نیز لامپ را اختراع کرد. در سال 1880، ادیسون شروع به تولید لامپ های ایمنی کرد و آنها را به قیمت 2.50 دلار به فروش رساند. پس از آن، ادیسون و سوان یک شرکت مشترک به نام ادیسون و شرکت سوان یونایتد الکتریک لایت ایجاد کردند.

در سال 1883، ادیسون هنگام آزمایش با یک لامپ، یک الکترود پلاتین را در یک سیلندر خلاء وارد کرد، ولتاژ اعمال کرد و در کمال تعجب متوجه شد که جریان بین الکترود و رشته کربن جریان دارد. از آنجایی که در آن لحظه هدف اصلی ادیسون افزایش عمر لامپ رشته ای بود، این نتیجه کمی او را مورد توجه قرار داد، اما آمریکایی کارآفرین هنوز یک حق ثبت اختراع دریافت کرد. پدیده ای که برای ما به عنوان انتشار ترمیونی شناخته می شود، در آن زمان «اثر ادیسون» نامیده شد و برای مدتی فراموش شد.

ویلگوت تئوفیلوویچ اودنر

در سال 1880 Vilgodt Teofilovich Odner، یک سوئدی با ملیت، که در سن پترزبورگ زندگی می کرد، یک ماشین اضافه طراحی کرد. باید اعتراف کرد که قبل از Odner ماشین هایی نیز اضافه شده بود - سیستم های K. Thomas. با این حال، آنها غیرقابل اعتماد، اندازه بزرگ و برای کار کردن ناخوشایند بودند.

او در سال 1874 شروع به کار بر روی ماشین اضافه کرد و در سال 1890 تولید انبوه آنها را آغاز کرد. اصلاح آنها "فلیکس" تا دهه 50 تولید شد. ویژگی اصلی ذهن اودنر استفاده از چرخ دنده ای با تعداد دندانه های متغیر (این چرخ نام اودنر را یدک می کشد) به جای غلطک های پلکانی لایب نیتس است. از نظر ساختاری ساده تر از غلتک است و ابعاد کوچک تری دارد.

هرمان هولریث

در سال 1884، مهندس آمریکایی هرمان هیلریت (1860-1929) حق ثبت اختراع "برای ماشین سرشماری" (جدول آماری) را به دست آورد. این اختراع شامل یک کارت پانچ و یک دستگاه مرتب سازی بود. کارت پانچ هولریث آنقدر موفق بود که تا به امروز بدون کوچکترین تغییری وجود داشته است.

ایده قرار دادن داده ها روی کارت های پانچ شده و سپس خواندن و پردازش خودکار آنها به جان بیلینگز و راه حل فنی آن متعلق به هرمان هولریث بود.

جدول نویس کارت هایی به اندازه یک اسکناس دلاری را می پذیرفت. 240 موقعیت روی کارت ها وجود داشت (12 ردیف از 20 موقعیت). هنگام خواندن اطلاعات کارت های پانچ شده، 240 سوزن این کارت ها را سوراخ کردند. جایی که سوزن وارد سوراخ شد، یک تماس الکتریکی را بست، در نتیجه مقدار در شمارنده مربوطه یک افزایش یافت.

توسعه فناوری کامپیوتر

در آغاز قرن بیستم

1904 ریاضیدان معروف روسی، کشتی ساز، آکادمیک A.N. Krylov طراحی ماشینی را برای ادغام معادلات دیفرانسیل معمولی پیشنهاد کرد که در سال 1912 ساخته شد.

فیزیکدان انگلیسی جان امبروز فلمینگ (1849-1945)، با مطالعه "اثر ادیسون"، یک دیود ایجاد می کند. دیودها برای تبدیل امواج رادیویی به سیگنال های الکتریکی استفاده می شوند که می توانند در فواصل طولانی منتقل شوند.

دو سال بعد، با تلاش مخترع آمریکایی لی دی فارست، تریودها ظاهر شدند.

1907 مهندس آمریکایی J. Power یک پانچ خودکار کارت طراحی کرد.

بوریس روزینگ، دانشمند سن پترزبورگ، برای یک لوله اشعه کاتدی به عنوان گیرنده داده درخواست ثبت اختراع می کند.

1918 دانشمند روسی M.A. Bonch-Bruevich و دانشمندان انگلیسی V. Iccles و F. Jordan (1919) به طور مستقل یک دستگاه الکترونیکی را ایجاد کردند که توسط انگلیسی ها ماشه نامیده می شد که نقش زیادی در توسعه فناوری رایانه ایفا کرد.

در سال 1930، وانوار بوش (1890-1974) یک تحلیلگر دیفرانسیل طراحی کرد. در واقع، این اولین تلاش موفقیت آمیز برای ایجاد رایانه ای است که قادر به انجام محاسبات علمی دست و پا گیر است. نقش بوش در تاریخ فناوری رایانه بسیار بزرگ است، اما نام او اغلب در رابطه با مقاله پیشگویانه "آنگونه که ما می اندیشیم" (1945) ظاهر می شود، که در آن او مفهوم فرامتن را توصیف می کند.

Konrad Zuse کامپیوتر Z1 را ایجاد کرد که دارای صفحه کلیدی برای ورود به شرایط مشکل بود. پس از اتمام محاسبات، نتیجه بر روی یک پانل با تعداد زیادی نور کوچک نمایش داده شد. کل مساحت اشغال شده توسط دستگاه 4 متر مربع بود.

Konrad Zuse روشی را برای محاسبات خودکار ثبت کرد.

برای مدل بعدی Z2، K. Zuse یک دستگاه ورودی بسیار مبتکرانه و ارزان ابداع کرد: Zuse با سوراخ کردن فیلم عکاسی 35 میلی‌متری استفاده شده، دستورات کدگذاری دستگاه را آغاز کرد.

در سال 1838 کلود شانون، ریاضیدان و مهندس آمریکایی و دانشمند روسی وی آی. شستاکوف در سال 1941 امکان وجود یک دستگاه منطقی ریاضی برای سنتز و تجزیه و تحلیل سیستم های سوئیچینگ تماس رله را نشان دادند.

در سال 1938، شرکت تلفن Bell Laboratories اولین جمع کننده باینری (مدار الکتریکی که جمع دودویی را انجام می داد) ایجاد کرد - یکی از اجزای اصلی هر رایانه. نویسنده این ایده جورج استیبیتس بود که جبر بولی و بخش‌های مختلف را آزمایش کرد - رله‌های قدیمی، باتری‌ها، لامپ‌ها و سیم‌کشی. در سال 1940، ماشینی متولد شد که می توانست چهار عمل حسابی را روی اعداد مختلط انجام دهد.

ظاهر و

در دهه 40 قرن بیستم.

در سال 1941، مهندس IBM، B. Phelps، کار بر روی ایجاد شمارنده های الکترونیکی اعشاری برای جدول سازها را آغاز کرد و در سال 1942 یک مدل آزمایشی از یک دستگاه ضرب الکترونیکی ایجاد کرد. در سال 1941، Konrad Zuse اولین کامپیوتر باینری رله کنترل شده با برنامه عملیاتی، Z3 را ساخت.

همزمان با ساخت ENIAC، همچنین به صورت مخفیانه، یک کامپیوتر در بریتانیا ساخته شد. پنهان کاری ضروری بود زیرا دستگاهی برای رمزگشایی رمزهای مورد استفاده نیروهای مسلح آلمان در طول جنگ جهانی دوم طراحی می شد. روش رمزگشایی ریاضی توسط گروهی از ریاضیدانان از جمله آلن تورینگ توسعه داده شد. در طول سال 1943، ماشین Colossus در لندن با استفاده از 1500 لوله خلاء ساخته شد. توسعه دهندگان این دستگاه M. Newman و T. F. Flowers هستند.

اگرچه ENIAC و Colossus هر دو روی لوله‌های خلاء کار می‌کردند، اما اساساً از ماشین‌های الکترومکانیکی کپی کردند: محتوای جدید (الکترونیک) به شکل قدیمی فشرده شد (ساختار ماشین‌های پیش‌الکترونیک).

در سال 1937، هاوارد آیکن، ریاضیدان هاروارد، پروژه ای را برای ایجاد یک ماشین محاسبه بزرگ پیشنهاد کرد. این کار توسط رئیس IBM توماس واتسون، که 500 هزار دلار در آن سرمایه گذاری کرد، حمایت مالی شد. طراحی Mark-1 در سال 1939 آغاز شد؛ کامپیوتر توسط شرکت نیویورکی IBM ساخته شد. این رایانه حاوی حدود 750 هزار قطعه، 3304 رله و بیش از 800 کیلومتر سیم بود.

در سال 1944، دستگاه تمام شده به طور رسمی به دانشگاه هاروارد منتقل شد.

در سال 1944، مهندس آمریکایی جان پرسپر اکرت برای اولین بار مفهوم برنامه ذخیره شده در حافظه کامپیوتر را مطرح کرد.

آیکن که از منابع فکری هاروارد و یک ماشین مارک-1 توانا برخوردار بود، چندین دستور از ارتش دریافت کرد. بنابراین مدل بعدی، Mark-2، توسط اداره تسلیحات نیروی دریایی ایالات متحده سفارش داده شد. طراحی در سال 1945 آغاز شد و ساخت و ساز در سال 1947 به پایان رسید. Mark-2 اولین ماشین چندوظیفه ای بود - اتوبوس های متعدد امکان انتقال همزمان چندین اعداد را از یک قسمت کامپیوتر به قسمت دیگر فراهم کردند.

در سال 1948، سرگئی الکساندرویچ لبدف (1990-1974) و B.I. Rameev اولین پروژه کامپیوتر الکترونیکی دیجیتال داخلی را پیشنهاد کردند. تحت رهبری آکادمیک لبدف S.A. و گلوشکووا V.M. کامپیوترهای داخلی در حال توسعه هستند: ابتدا MESM - ماشین محاسبه الکترونیکی کوچک (1951، کیف)، سپس BESM - ماشین محاسبه الکترونیکی پرسرعت (1952، مسکو). به موازات آنها، استرلا، اورال، مینسک، هرازدان و نایری ایجاد شد.

در سال 1949 یک ماشین برنامه ذخیره شده انگلیسی به نام EDSAC (رایانه خودکار ذخیره سازی تاخیر الکترونیکی) به کار گرفته شد که توسط موریس ویلکس از دانشگاه کمبریج طراحی شده است. کامپیوتر EDSAC حاوی 3000 لامپ خلاء بود و 6 برابر بیشتر از مدل های قبلی خود بهره وری داشت. موریس ویلکیس سیستمی از یادگاری برای دستورالعمل های ماشینی به نام زبان اسمبلی معرفی کرد.

در سال 1949 جان ماچلی اولین مفسر زبان برنامه نویسی به نام «کد ترتیب کوتاه» را ایجاد کرد.

توسعه فناوری کامپیوتر

در دهه 50 قرن بیستم.

در سال 1951، کار بر روی ایجاد UNIVAC (کامپیوتر اتوماتیک جهانی) به پایان رسید. اولین نمونه از ماشین UNIVAC-1 برای اداره سرشماری ایالات متحده ساخته شد. کامپیوتر همگام و ترتیبی UNIVAC-1 بر اساس کامپیوترهای ENIAC و EDVAC ساخته شد که با فرکانس ساعت 2.25 مگاهرتز کار می کرد و حاوی حدود 5000 لوله خلاء بود. دستگاه ذخیره سازی داخلی با ظرفیت 1000 عدد اعشاری دوازده بیتی بر روی 100 خط تاخیر جیوه ساخته شده است.

این کامپیوتر از آن جهت جالب است که هدف آن تولید نسبتاً انبوه بدون تغییر معماری بوده و توجه ویژه ای به قسمت جانبی (امکانات ورودی-خروجی) شده است.

جی فارستر حافظه هسته مغناطیسی را به ثبت رساند. برای اولین بار چنین حافظه ای در دستگاه Whirlwind-1 استفاده شد. این شامل دو مکعب با هسته های 32x32x17 بود که ذخیره سازی 2048 کلمه را برای اعداد باینری 16 بیتی با یک بیت برابری فراهم می کرد.

این دستگاه اولین دستگاهی بود که از یک گذرگاه غیرتخصصی جهانی استفاده کرد (روابط بین دستگاه های مختلف کامپیوتری منعطف می شود) و دو دستگاه به عنوان سیستم های ورودی-خروجی استفاده شد: یک لوله پرتو کاتدی ویلیامز و یک ماشین تحریر با نوار کاغذی پانچ شده (flexowriter).

«ترادیس» که در سال 1955 منتشر شد. - اولین کامپیوتر ترانزیستوری از آزمایشگاه تلفن بل - حاوی 800 ترانزیستور بود که هر کدام در یک محفظه جداگانه محصور شده بود.

در سال 1957 در مدل IBM 350 RAMAC برای اولین بار حافظه دیسک (دیسک های آلومینیومی مغناطیسی شده با قطر 61 سانتی متر) ظاهر شد.

G. Simon، A. Newell، J. Shaw GPS را ایجاد کردند - یک حل کننده جهانی مشکلات.

در سال 1958 جک کیلبی از Texas Instruments و Robert Noyce از Fairchild Semiconductor به طور مستقل مدار مجتمع را اختراع کردند.

1955-1959 دانشمندان روسی A.A. لیاپانوف، اس.اس. کامینین، ای.ز. لیوبیمسکی، A.P. ارشوف، ال.ن. کورولف، V.M. کوروچکین، M.R. شورا-بورا و دیگران "برنامه های برنامه نویسی" - نمونه های اولیه مترجمان را ایجاد کردند. V.V. Martynyuk یک سیستم رمزگذاری نمادین ایجاد کرد - وسیله ای برای تسریع توسعه و اشکال زدایی برنامه ها.

1955-1959 پایه و اساس تئوری برنامه نویسی (A.A. Lyapunov، Yu.I. Yanov، A.A. Markov، L.A. Kaluzhin) و روش های عددی (V.M. Glushkov، A.A. Samarsky، A.N. Tikhonov) گذاشته شد. طرح‌های مکانیسم تفکر و فرآیندهای ژنتیکی، الگوریتم‌های تشخیص بیماری‌های پزشکی مدل‌سازی می‌شوند (A.A. Lyapunov، B.V. Gnedenko، N.M. Amosov، A.G. Ivakhnenko، V.A. Kovalevsky، و غیره).

1959 تحت رهبری S.A. لبدف دستگاه BESM-2 را با بهره وری 10 هزار عملیات در ثانیه ایجاد کرد. استفاده از آن با محاسبات پرتاب موشک های فضایی و اولین ماهواره های مصنوعی زمین در جهان همراه است.

1959 ماشین M-20 ساخته شد، طراح ارشد S.A. لبدف در زمان خود، یکی از سریع ترین ها در جهان (20 هزار عملیات در ثانیه). از این دستگاه برای حل اکثر مسائل نظری و کاربردی مربوط به توسعه پیشرفته ترین زمینه های علم و فناوری آن زمان استفاده می شد. بر اساس M-20، چند پردازنده منحصر به فرد M-40 ایجاد شد - سریعترین کامپیوتر آن زمان در جهان (40 هزار عملیات در ثانیه). M-20 با نیمه هادی BESM-4 و M-220 (200 هزار عملیات در ثانیه) جایگزین شد.

توسعه فناوری کامپیوتر

در دهه 60 قرن بیستم.

در سال 1960، برای مدت کوتاهی، گروه CADASYL (کنفرانس زبان های سیستم داده ها) به رهبری جوی وگستاین و با پشتیبانی IBM، یک زبان برنامه نویسی تجاری استاندارد به نام COBOL (زبان تجاری متداول) را توسعه داد. این زبان بر حل مشکلات اقتصادی یا به عبارت دقیق تر، روی پردازش اطلاعات متمرکز است.

در همان سال، J. Schwartz و دیگران از شرکت System Development زبان برنامه نویسی Jovial را توسعه دادند. این نام از نسخه خود جولز زبان الگوریتمی بین‌المللی گرفته شده است. جاوا رویه‌ای، نسخه Algol-58. عمدتاً برای کاربردهای نظامی توسط نیروی هوایی ایالات متحده استفاده می‌شود.

IBM یک سیستم محاسباتی قدرتمند به نام Stretch (IBM 7030) توسعه داده است.

1961 IBM Deutschland اتصال کامپیوتر به خط تلفن را با استفاده از مودم پیاده سازی کرد.

همچنین پروفسور آمریکایی جان مک کارتنی زبان LISP (زبان پردازش فهرست) را توسعه داد.

جی. گوردون، رئیس توسعه سیستم های شبیه سازی در IBM، زبان GPSS (سیستم شبیه سازی هدف عمومی) را ایجاد کرد.

کارمندان دانشگاه منچستر به رهبری تی کیلبرن کامپیوتر Atlas را ایجاد کردند که برای اولین بار مفهوم حافظه مجازی را پیاده سازی کرد. اولین مینی کامپیوتر (PDP-1) قبل از سال 1971، زمان ایجاد اولین ریزپردازنده (اینتل 4004) ظاهر شد.

در سال 1962، R. Griswold زبان برنامه نویسی SNOBOL را با تمرکز بر پردازش رشته توسعه داد.

استیو راسل اولین بازی کامپیوتری را توسعه داد. چه نوع بازی بود، متأسفانه، معلوم نیست.

E.V. Evreinov و Yu. Kosarev مدلی از یک تیم از رایانه ها را پیشنهاد کردند و امکان ساخت ابر رایانه ها را بر اساس اصول اجرای موازی عملیات، ساختار منطقی متغیر و همگنی ساختاری اثبات کردند.

IBM اولین دستگاه های حافظه جانبی با دیسک های قابل جابجایی را منتشر کرد.

کنت ای. آیورسون (IBM) کتابی به نام "یک زبان برنامه نویسی" (APL) منتشر کرد. در ابتدا، این زبان به عنوان نمادی برای نوشتن الگوریتم ها عمل می کرد. اولین پیاده سازی APL/360 در سال 1966 توسط آدین فالکف (هاروارد، IBM) انجام شد. نسخه هایی از مترجمان برای رایانه شخصی وجود دارد. به دلیل دشواری خواندن برنامه های زیردریایی هسته ای، گاهی اوقات به آن "چینی بیسیک" می گویند. در واقع، این یک زبان رویه ای، بسیار فشرده و بسیار سطح بالا است. نیاز به صفحه کلید خاص دارد. توسعه بیشتر - APL2.

1963 کد استاندارد آمریکایی برای تبادل اطلاعات تایید شده است - ASCII (American Standard Code Informatio Interchange).

جنرال الکتریک اولین DBMS تجاری (سیستم مدیریت پایگاه داده) را ایجاد کرد.

1964 U. Dahl و K. Nygort زبان مدلسازی SIMULA-1 را ایجاد کردند.

در سال 1967 تحت رهبری S.A. Lebedev و V.M. Melnikov، یک ماشین محاسباتی پرسرعت BESM-6 در ITM و VT ایجاد شد.

به دنبال آن "البروس" - نوع جدیدی از کامپیوتر با بهره وری 10 میلیون عملیات در ثانیه، قرار گرفت.

توسعه فناوری کامپیوتر

در دهه 70 قرن بیستم.

در سال 1970 چارلز مور، کارمند رصدخانه ملی رادیو نجوم، زبان برنامه نویسی FORT را ایجاد کرد.

دنیس ریچی و کنت تامسون اولین نسخه یونیکس را منتشر کردند.

دکتر کاد اولین مقاله در مورد مدل داده های رابطه ای را منتشر می کند.

در سال 1971 اینتل (ایالات متحده آمریکا) اولین ریزپردازنده (MP) را ایجاد کرد - یک دستگاه منطقی قابل برنامه ریزی که با استفاده از فناوری VLSI ساخته شده است.

پردازنده 4004 4 بیتی بود و می توانست 60 هزار عملیات در ثانیه انجام دهد.

1974 اینتل اولین ریزپردازنده جهانی هشت بیتی 8080 را با 4500 ترانزیستور توسعه داد. ادوارد رابرتز از MITS اولین رایانه شخصی Altair را بر روی یک تراشه جدید از اینتل به نام 8080 ساخت. Altair اولین رایانه شخصی تولید انبوه بود که اساساً آغاز یک صنعت کامل بود. این کیت شامل یک پردازنده، یک ماژول حافظه 256 بایتی، یک گذرگاه سیستم و برخی چیزهای کوچک دیگر بود.

برنامه نویس جوان پل آلن و دانشجوی دانشگاه هاروارد، بیل گیتس، زبان BASIC را برای Altair پیاده سازی کردند. آنها متعاقباً مایکروسافت را تأسیس کردند که امروزه بزرگترین تولید کننده نرم افزار است.

توسعه فناوری کامپیوتر

در دهه 80 قرن بیستم.

1981 Compaq اولین لپ تاپ را عرضه کرد.

Niklaus Wirth زبان برنامه نویسی MODULA-2 را توسعه داد.

اولین کامپیوتر قابل حمل ساخته شد - Osborne-1 با وزن حدود 12 کیلوگرم. با وجود شروع نسبتاً موفق، شرکت دو سال بعد ورشکست شد.

1981 IBM اولین کامپیوتر شخصی به نام IBM PC را بر اساس ریزپردازنده 8088 منتشر کرد.

1982 اینتل ریزپردازنده 80286 را عرضه کرد.

شرکت آمریکایی تولید کننده رایانه IBM که قبلاً در تولید رایانه های بزرگ جایگاه پیشرو داشت، شروع به تولید رایانه های شخصی حرفه ای IBM PC با سیستم عامل MS DOS کرد.

Sun شروع به تولید اولین ایستگاه های کاری کرد.

شرکت توسعه لوتوس صفحه گسترده Lotus 1-2-3 را منتشر کرد.

شرکت انگلیسی Inmos بر اساس ایده‌های تونی هور، استاد دانشگاه آکسفورد در مورد «برهمکنش فرآیندهای متوالی» و مفهوم زبان برنامه‌نویسی آزمایشی دیوید می، زبان OCCAM را ایجاد کرد.

1985 اینتل یک ریزپردازنده 32 بیتی 80386 متشکل از 250 هزار ترانزیستور منتشر کرد.

سیمور کری ابررایانه CRAY-2 را با ظرفیت 1 میلیارد عملیات در ثانیه ساخت.

مایکروسافت اولین نسخه از محیط عامل گرافیکی ویندوز را منتشر کرد.

ظهور یک زبان برنامه نویسی جدید، C++.

توسعه فناوری کامپیوتر

در دهه 90 قرن بیستم.

1990 مایکروسافت ویندوز 3.0 را منتشر کرد.

تیم برنرز لی زبان HTML (زبان نشانه گذاری فرامتن؛ قالب اصلی اسناد وب) و نمونه اولیه شبکه جهانی وب را توسعه داد.

کری ابرکامپیوتر Cray Y-MP C90 را با 16 پردازنده و سرعت 16 Gflops عرضه کرد.

1991 مایکروسافت ویندوز 3.1 را منتشر کرد.

فرمت گرافیکی JPEG توسعه یافته است

فیلیپ زیمرمن PGP، یک سیستم رمزگذاری پیام کلید عمومی را اختراع کرد.

1992 اولین سیستم عامل رایگان با قابلیت های عالی ظاهر شد - لینوکس. دانشجوی فنلاندی لینوس توروالدز (نویسنده این سیستم) تصمیم گرفت دستورات پردازنده 386 اینتل را آزمایش کند و آنچه را که به دست آورده بود در اینترنت منتشر کرد. صدها برنامه نویس از سراسر جهان شروع به اضافه کردن و کار مجدد برنامه کردند. این به یک سیستم عامل کاملاً کاربردی تبدیل شده است. تاریخ در مورد اینکه چه کسی تصمیم گرفت آن را لینوکس بنامد ساکت است، اما نحوه پیدایش این نام کاملاً واضح است. "Linu" یا "Lin" از طرف سازنده و "x" یا "ux" - از یونیکس، زیرا سیستم عامل جدید بسیار شبیه به آن بود، فقط اکنون روی کامپیوترهایی با معماری x86 کار می کرد.

DEC اولین پردازنده 64 بیتی RISC Alpha را معرفی کرد.

1993 اینتل یک ریزپردازنده 64 بیتی پنتیوم را منتشر کرد که از 3.1 میلیون ترانزیستور تشکیل شده بود و می توانست 112 میلیون عملیات در ثانیه انجام دهد.

فرمت فشرده سازی ویدئو MPEG ظاهر شد.

1994 شروع انتشار توسط Power Mac از سری Apple Computers - Power PC.

در سال 1995، DEC عرضه پنج مدل جدید از رایانه های شخصی Celebris XL را اعلام کرد.

NEC از تکمیل ساخت اولین تراشه جهان با ظرفیت حافظه 1 گیگابایت خبر داد.

سیستم عامل ویندوز 95 ظاهر شد.

SUN زبان برنامه نویسی جاوا را معرفی کرد.

قالب RealAudio ظاهر شد - جایگزینی برای MPEG.

1996 مایکروسافت اینترنت اکسپلورر 3.0 را منتشر کرد که یک رقیب نسبتاً جدی برای Netscape Navigator بود.

1997 اپل سیستم عامل Macintosh OS 8 را منتشر کرد.

نتیجه

کامپیوتر شخصی به سرعت وارد زندگی ما شد. همین چند سال پیش به ندرت مشاهده می شد که نوعی کامپیوتر شخصی وجود داشت، اما بسیار گران بود و حتی هر شرکتی نمی توانست در دفتر خود یک کامپیوتر داشته باشد. اکنون هر سومین خانه یک کامپیوتر دارد که قبلاً عمیقاً در زندگی انسان جاسازی شده است.

رایانه های مدرن یکی از مهم ترین دستاوردهای اندیشه بشری را نشان می دهند که به سختی می توان تأثیر آن را بر توسعه پیشرفت علمی و فناوری دست بالا گرفت. دامنه کاربردهای کامپیوتری بسیار زیاد است و پیوسته در حال گسترش است.

تحقیقات من

تعداد کامپیوترهای متعلق به دانش آموزان در مدرسه در سال 2007.

	تعداد دانش اموزان	کامپیوتر داشته باشید	درصد از مقدار کل

تعداد کامپیوترهای متعلق به دانش آموزان در مدرسه در سال 2008.

	تعداد دانش اموزان	کامپیوتر داشته باشید	درصد از مقدار کل

افزایش تعداد کامپیوتر در بین دانش آموزان:

ظهور کامپیوتر در مدرسه

نتیجه

متأسفانه، پوشش کل تاریخ رایانه ها در چارچوب یک چکیده غیرممکن است. می‌توانستیم برای مدت طولانی در مورد اینکه چگونه در شهر کوچک پالو آلتو (کالیفرنیا) در مرکز تحقیقات زیراکس PARK، برنامه‌نویسان آن زمان جمع شدند تا مفاهیم انقلابی را توسعه دهند که تصویر ماشین‌ها را به طور اساسی تغییر داد و راه را هموار کرد. برای کامپیوترهای پایان قرن بیستم به عنوان یک دانش آموز با استعداد، بیل گیتس و دوستش پل آلن با اد رابرتسون آشنا شدند و زبان BASIC شگفت انگیز را برای کامپیوتر Altair ایجاد کردند که امکان توسعه برنامه های کاربردی را برای آن فراهم کرد. همانطور که ظاهر کامپیوتر شخصی به تدریج تغییر کرد، یک مانیتور و صفحه کلید، یک درایو فلاپی دیسک، به اصطلاح فلاپی دیسک و سپس یک هارد دیسک ظاهر شد. یک چاپگر و یک ماوس به لوازم جانبی جدایی ناپذیر تبدیل شدند. می توان در مورد جنگ نامرئی در بازارهای رایانه برای حق تعیین استانداردها بین شرکت بزرگ IBM و اپل جوان صحبت کرد که جرات رقابت با آن را داشت و تمام جهان را مجبور کرد تصمیم بگیرند که چه چیزی بهتر است، مکینتاش یا رایانه شخصی؟ و در مورد بسیاری از چیزهای جالب دیگر که اخیراً اتفاق افتاده است، اما قبلاً به تاریخ تبدیل شده است.

برای بسیاری، دنیای بدون کامپیوتر، تاریخ دوری است، تقریباً به اندازه کشف آمریکا یا انقلاب اکتبر. اما هر بار که کامپیوتر را روشن می کنید، غیرممکن است که از نبوغ انسانی که این معجزه را خلق کرده است شگفت زده نشوید.

رایانه های شخصی مدرن سازگار با IBM PC پرکاربردترین نوع رایانه هستند، قدرت آنها دائماً در حال افزایش است و دامنه آنها در حال گسترش است. این رایانه ها می توانند با هم شبکه شوند و به ده ها یا صدها کاربر اجازه می دهند به راحتی اطلاعات را مبادله کنند و به طور همزمان به پایگاه های داده دسترسی داشته باشند. پست الکترونیکی به کاربران کامپیوتر این امکان را می دهد که با استفاده از شبکه تلفن معمولی پیام های متنی و فکس را به شهرها و کشورها ارسال کنند و اطلاعات را از بانک های داده بزرگ بازیابی کنند. سیستم جهانی ارتباطات الکترونیکی اینترنت فرصت بسیار کم هزینه ای را برای دریافت سریع اطلاعات از تمام گوشه و کنار جهان فراهم می کند، قابلیت های ارتباط صوتی و فکس را فراهم می کند و ایجاد شبکه های انتقال اطلاعات درون سازمانی را برای شرکت هایی با شعبه در شهرها و کشورهای مختلف تسهیل می کند. با این حال، قابلیت های رایانه های شخصی سازگار با IBM PC برای پردازش اطلاعات هنوز محدود است و استفاده از آنها در همه شرایط توجیه نمی شود.

برای درک تاریخچه فناوری رایانه، چکیده بررسی شده حداقل دو جنبه دارد: اول، تمام فعالیت های مربوط به محاسبات خودکار قبل از ایجاد رایانه ENIAC به عنوان ماقبل تاریخ در نظر گرفته می شد. دوم، توسعه فناوری رایانه تنها بر اساس فناوری سخت افزار و مدارهای ریزپردازنده تعریف می شود.

کتابشناسی - فهرست کتب:

1. Guk M. "IBM PC Hardware" - سنت پترزبورگ: "پیتر"، 1997.

2. Ozertsovsky S. "ریزپردازنده های اینتل: از 4004 تا پنتیوم پرو"، مجله هفته کامپیوتر شماره 41 -

3. Figurnov V.E. "IBM PC برای کاربر" - M.: "Infra-M"، 1995.

4. Figurnov V.E. IBM PC برای کاربر. دوره کوتاه" - م.: 1999.

5. 1996 Frolov A.V., Frolov G.V. "سخت افزار IBM PC" - M.: DIALOG-MEPhI، 1992.

آیا میدانستید، آزمایش فکری، آزمایش گدانکن چیست؟
این یک عمل غیرموجود، یک تجربه ی ماورایی، تخیل چیزی است که در واقع وجود ندارد. آزمایش های فکری مانند رویاهای بیداری هستند. آنها هیولا به دنیا می آورند. برخلاف آزمایش فیزیکی، که یک آزمون آزمایشی فرضیه‌ها است، یک «آزمایش فکری» به طور جادویی آزمایش تجربی را با نتایج دلخواه جایگزین می‌کند که در عمل آزمایش نشده‌اند، و ساختارهای منطقی را که در واقع خود منطق را نقض می‌کنند با استفاده از مقدمات اثبات‌شده به‌عنوان موارد اثبات‌شده، دستکاری می‌کند. است، با جایگزینی. بنابراین، وظیفه اصلی متقاضیان "آزمایش های فکری" فریب شنونده یا خواننده با جایگزینی یک آزمایش فیزیکی واقعی با "عروسک" آن است - استدلال ساختگی در آزادی مشروط بدون تأیید فیزیکی خود.
پر کردن فیزیک با "آزمایش های فکری" خیالی منجر به ظهور تصویری پوچ، سورئال و گیج کننده از جهان شده است. یک محقق واقعی باید چنین "نبات های بسته بندی" را از ارزش های واقعی تشخیص دهد.

نسبیت‌گرایان و پوزیتیویست‌ها استدلال می‌کنند که «آزمایش‌های فکری» ابزار بسیار مفیدی برای آزمایش تئوری‌ها (همچنین در ذهن ما) برای سازگاری است. در این کار آنها مردم را فریب می دهند، زیرا هر تأییدی فقط می تواند توسط منبعی مستقل از هدف تأیید انجام شود. خود متقاضی فرضیه نمی تواند آزمونی برای بیان خود باشد، زیرا دلیل این اظهارات خود عدم وجود تناقض در بیانیه قابل مشاهده برای متقاضی است.

این را در مثال SRT و GTR می بینیم که به نوعی دین کنترل کننده علم و افکار عمومی تبدیل شده اند. هیچ مقدار واقعیتی که با آنها در تضاد باشد نمی تواند بر فرمول انیشتین غلبه کند: "اگر واقعیتی با نظریه مطابقت ندارد، واقعیت را تغییر دهید" (در نسخه دیگری، "آیا واقعیت با نظریه مطابقت ندارد؟ - برای واقعیت خیلی بدتر است. ”).

حداکثر چیزی که یک «آزمایش فکری» می تواند ادعا کند، فقط سازگاری درونی فرضیه در چارچوب منطق خود متقاضی است که اغلب به هیچ وجه درست نیست. این انطباق با عمل را بررسی نمی کند. راستی‌آزمایی واقعی فقط می‌تواند در یک آزمایش فیزیکی واقعی انجام شود.

آزمایش یک آزمایش است زیرا پالایش فکر نیست، بلکه آزمایش فکر است. فکری که خودسازگار است نمی تواند خود را تأیید کند. این را کورت گودل ثابت کرد.

اولین وسیله ای که برای آسان کردن شمارش طراحی شد چرتکه بود. با کمک دومینوهای چرتکه می توان عملیات جمع و تفریق و ضرب های ساده را انجام داد.

1642 - بلز پاسکال، ریاضیدان فرانسوی، اولین ماشین جمع کننده مکانیکی به نام پاسکالینا را طراحی کرد که می توانست به صورت مکانیکی جمع اعداد را انجام دهد.

1673 - گوتفرید ویلهلم لایب‌نیتس ماشینی را طراحی کرد که می‌توانست به صورت مکانیکی چهار عمل حسابی را انجام دهد.

نیمه اول قرن 19 - چارلز بابیج ریاضیدان انگلیسی سعی کرد یک دستگاه محاسباتی جهانی بسازد، یعنی یک کامپیوتر. بابیج آن را موتور تحلیلی نامید. او تشخیص داد که کامپیوتر باید حاوی حافظه باشد و توسط یک برنامه کنترل شود. به گفته بابیج، رایانه یک دستگاه مکانیکی است که برنامه ها برای آن با استفاده از کارت های پانچ تنظیم می شوند - کارت های ساخته شده از کاغذ ضخیم با اطلاعات چاپ شده با استفاده از سوراخ ها (در آن زمان آنها قبلاً به طور گسترده در دستگاه های بافندگی استفاده می شدند).

1941 - مهندس آلمانی Konrad Zuse یک کامپیوتر کوچک بر اساس چندین رله الکترومکانیکی ساخت.

1943 - در ایالات متحده آمریکا، در یکی از شرکت های IBM، هوارد آیکن کامپیوتری به نام "Mark-1" ایجاد کرد. این امکان را فراهم می کرد که محاسبات صدها برابر سریعتر از دست (با استفاده از ماشین اضافه) انجام شود و برای محاسبات نظامی استفاده شد. از ترکیبی از سیگنال های الکتریکی و درایوهای مکانیکی استفاده می کرد. "Mark-1" دارای ابعاد: 15 * 2-5 متر و حاوی 750000 قطعه بود. این دستگاه قادر بود دو عدد 32 بیتی را در 4 ثانیه ضرب کند.

1943 - در ایالات متحده آمریکا، گروهی از متخصصان به رهبری جان ماچلی و پروسپر اکرت شروع به ساخت رایانه ENIAC بر اساس لوله های خلاء کردند.

1945 - ریاضیدان جان فون نویمان برای کار بر روی ENIAC آورده شد و گزارشی از این کامپیوتر تهیه کرد. فون نویمان در گزارش خود اصول کلی عملکرد رایانه ها، یعنی دستگاه های محاسباتی جهانی را فرموله کرد. تا به امروز، اکثریت قریب به اتفاق کامپیوترها مطابق با اصولی که جان فون نویمان تعیین کرده است ساخته می شوند.

1947 - Eckert و Mauchly توسعه اولین ماشین سریال الکترونیکی UNIVAC (رایانه خودکار جهانی) را آغاز کردند. اولین مدل ماشین (UNIVAC-1) برای اداره سرشماری ایالات متحده ساخته شد و در بهار 1951 مورد بهره برداری قرار گرفت. کامپیوتر همزمان و متوالی UNIVAC-1 بر اساس کامپیوترهای ENIAC و EDVAC ایجاد شد. این دستگاه با فرکانس ساعت 2.25 مگاهرتز کار می کرد و حدود 5000 لوله خلاء داشت. ظرفیت ذخیره سازی داخلی 1000 عدد اعشاری 12 بیتی بر روی 100 خط تاخیر جیوه پیاده سازی شد.

1949 - مورنز ویلکس، محقق انگلیسی، اولین کامپیوتر را ساخت که تجسم اصول فون نویمان بود.

1951 - J. Forrester مقاله ای در مورد استفاده از هسته های مغناطیسی برای ذخیره اطلاعات دیجیتال منتشر کرد.ماشین Whirlwind-1 اولین دستگاهی بود که از حافظه هسته مغناطیسی استفاده کرد. این شامل 2 مکعب با 32-32-17 هسته بود که ذخیره سازی 2048 کلمه را برای اعداد باینری 16 بیتی با یک بیت برابری فراهم می کرد.

1952 - IBM اولین کامپیوتر الکترونیکی صنعتی خود را به نام IBM 701 منتشر کرد که یک کامپیوتر موازی همزمان حاوی 4000 لوله خلاء و 12000 دیود بود. نسخه بهبودیافته دستگاه IBM 704 با سرعت بالا متمایز بود، از ثبت شاخص استفاده می کرد و داده ها را به صورت ممیز شناور نشان می داد.

بعد از کامپیوتر IBM 704، IBM 709 عرضه شد که از نظر معماری به ماشین های نسل دوم و سوم نزدیک بود. در این ماشین برای اولین بار از آدرس دهی غیر مستقیم استفاده شد و برای اولین بار کانال های ورودی-خروجی ظاهر شد.

1952 - رمینگتون رند کامپیوتر UNIVAC-t 103 را منتشر کرد که اولین کامپیوتری بود که از وقفه های نرم افزاری استفاده کرد. کارمندان رمینگتون رند از شکل جبری الگوریتم‌های نوشتن به نام «کد کوتاه» استفاده کردند (اولین مفسر که در سال 1949 توسط جان ماچلی ایجاد شد).

1956 - IBM سرهای مغناطیسی شناور را روی یک بالشتک هوا توسعه داد. اختراع آنها امکان ایجاد نوع جدیدی از حافظه - دستگاه های ذخیره سازی دیسک (SD) را فراهم کرد که اهمیت آن در دهه های بعدی توسعه فناوری رایانه کاملاً قدردانی شد. اولین دستگاه های ذخیره سازی دیسک در ماشین های IBM 305 و RAMAC ظاهر شدند. دومی بسته ای متشکل از 50 دیسک فلزی با پوشش مغناطیسی داشت که با سرعت 12000 دور در دقیقه می چرخید. / دقیقه سطح دیسک شامل 100 آهنگ برای ضبط داده ها بود که هر کدام شامل 10000 کاراکتر بود.

1956 - Ferranti کامپیوتر Pegasus را منتشر کرد که در آن مفهوم ثبات های عمومی (GPR) برای اولین بار پیاده سازی شد. با ظهور RON، تمایز بین ثبات های شاخص و انباشته ها حذف شد و برنامه نویس نه یک، بلکه چندین رجیستر انباشته را در اختیار داشت.

1957 - گروهی به رهبری D. Backus کار خود را بر روی اولین زبان برنامه نویسی سطح بالا به نام FORTRAN تکمیل کردند. این زبان که برای اولین بار در رایانه IBM 704 پیاده سازی شد، به گسترش دامنه رایانه ها کمک کرد.

دهه 1960 - نسل دوم رایانه ها، عناصر منطقی رایانه بر اساس دستگاه های ترانزیستور نیمه هادی پیاده سازی می شوند، زبان های برنامه نویسی الگوریتمی مانند Algol، Pascal و غیره در حال توسعه هستند.

دهه 1970 - نسل سوم کامپیوترها، مدارهای مجتمع حاوی هزاران ترانزیستور روی یک ویفر نیمه هادی. سیستم عامل و زبان های برنامه نویسی ساخت یافته شروع به ایجاد کردند.

1974 - چندین شرکت اعلام کردند که یک رایانه شخصی بر اساس ریزپردازنده Intel-8008 ایجاد کردند - دستگاهی که عملکردهای مشابه یک رایانه بزرگ را انجام می دهد، اما برای یک کاربر طراحی شده است.

1975 - اولین کامپیوتر شخصی Altair-8800 تجاری توزیع شده بر اساس ریزپردازنده Intel-8080 ظاهر شد. این کامپیوتر تنها 256 بایت رم داشت و هیچ صفحه کلید و صفحه نمایشی در آن وجود نداشت.

اواخر سال 1975 - پل آلن و بیل گیتس (بنیانگذاران آینده مایکروسافت) یک مترجم زبان پایه برای کامپیوتر Altair ایجاد کردند که به کاربران اجازه می داد به سادگی با کامپیوتر ارتباط برقرار کنند و به راحتی برای آن برنامه بنویسند.

آگوست 1981 - IBM کامپیوتر شخصی IBM PC را معرفی کرد. ریزپردازنده اصلی کامپیوتر یک ریزپردازنده 16 بیتی Intel-8088 بود که اجازه کار با 1 مگابایت حافظه را می داد.

دهه 1980 - نسل چهارم کامپیوترهای ساخته شده بر روی مدارهای مجتمع بزرگ. ریزپردازنده ها در قالب یک تراشه واحد، تولید انبوه رایانه های شخصی اجرا می شوند.

دهه 1990 - نسل پنجم کامپیوترها، مدارهای مجتمع فوق العاده بزرگ. پردازنده ها حاوی میلیون ها ترانزیستور هستند. ظهور شبکه های کامپیوتری جهانی برای استفاده انبوه.

دهه 2000 - نسل ششم کامپیوترها. یکپارچه سازی رایانه ها و لوازم خانگی، رایانه های جاسازی شده، توسعه محاسبات شبکه.

مبانی کامپیوتر

مردم همیشه احساس نیاز به شمردن داشته اند. برای این کار از انگشتان خود استفاده می کردند، سنگریزه هایی که آنها را در انبوهی قرار می دادند یا در یک ردیف قرار می دادند. تعداد اشیاء با استفاده از خطوطی که در امتداد زمین کشیده شده بودند، با استفاده از بریدگی روی چوب ها و گره هایی که روی طناب بسته می شد، ثبت شد.

با افزایش تعداد اشیاء قابل شمارش و توسعه علوم و صنایع دستی، نیاز به انجام محاسبات ساده پدید آمد. باستانی ترین ساز شناخته شده در کشورهای مختلف چرتکه است (در روم باستان به آنها سنگ می گفتند). آنها به شما امکان می دهند محاسبات ساده را روی اعداد بزرگ انجام دهید. چرتکه آنقدر ابزار موفقی بود که تقریباً تا به امروز از دوران باستان باقی مانده است.

هیچکس نمی تواند زمان و مکان دقیق ظهور اسکناس ها را نام ببرد. مورخان توافق دارند که قدمت آنها چندین هزار سال است و زادگاه آنها ممکن است چین باستان، مصر باستان و یونان باستان باشد.

1.1. داستان کوتاه

توسعه تجهیزات محاسباتی

با توسعه علوم دقیق، نیاز فوری به انجام تعداد زیادی محاسبات دقیق ایجاد شد. در سال 1642، ریاضیدان فرانسوی بلز پاسکال اولین ماشین جمع کننده مکانیکی را ساخت که به نام ماشین افزودن پاسکال شناخته می شود (شکل 1.1). این ماشین ترکیبی از چرخ ها و محرکه های به هم پیوسته بود. چرخ ها با اعداد 0 تا 9 مشخص شدند. هنگامی که چرخ اول (واحدها) یک چرخش کامل انجام داد، چرخ دوم (ده ها) به طور خودکار فعال شد. وقتی به عدد 9 رسید، چرخ سوم شروع به چرخش کرد و غیره. ماشین پاسکال فقط می توانست جمع و تفریق کند.

در سال 1694، ریاضیدان آلمانی گوتفرید ویلهلم فون لایبنیتز ماشین محاسبه پیشرفته تری را طراحی کرد (شکل 1.2). او متقاعد شده بود که اختراع او نه تنها در علم، بلکه در زندگی روزمره نیز کاربرد گسترده ای پیدا خواهد کرد. برخلاف ماشین پاسکال، لایب نیتس به جای چرخ و محرک از سیلندرها استفاده می کرد. سیلندرها با اعداد مشخص شده بودند. هر استوانه دارای نه ردیف برآمدگی یا دندانه بود. در این مورد، ردیف اول شامل 1 برآمدگی، دوم - 2، و به همین ترتیب تا ردیف نهم که شامل 9 برآمدگی بود. سیلندرها متحرک بودند و توسط اپراتور در موقعیت خاصی قرار می گرفتند. طراحی ماشین لایب‌نیتس پیشرفته‌تر بود: این ماشین نه تنها می‌توانست جمع و تفریق، بلکه ضرب، تقسیم و حتی استخراج ریشه مربع را نیز انجام دهد.

جالب اینجاست که نوادگان این طرح تا دهه 70 قرن بیستم زنده ماندند. در قالب ماشین حساب های مکانیکی (ماشین افزودن نوع فلیکس) و به طور گسترده برای محاسبات مختلف استفاده می شد (شکل 1.3). با این حال، در حال حاضر در پایان قرن 19th. با اختراع رله الکترومغناطیسی، اولین دستگاه های شمارش الکترومکانیکی ظاهر شد. در سال 1887، هرمان هولریث (ایالات متحده آمریکا) یک جدولگر الکترومکانیکی با اعداد وارد شده با کارت های پانچ اختراع کرد. ایده استفاده از پانچ کارت از پانچ کردن بلیط های راه آهن با پانچر الهام گرفته شده است. کارت پانچ 80 ستونی که او توسعه داد، دستخوش تغییرات قابل توجهی نشد و به عنوان حامل اطلاعات در سه نسل اول کامپیوترها استفاده شد. جدول‌های هولریث در اولین سرشماری جمعیت در روسیه در سال 1897 مورد استفاده قرار گرفت. سپس خود مخترع از سنت پترزبورگ بازدید کرد. از آن زمان، جدولگرهای الکترومکانیکی و سایر وسایل مشابه به طور گسترده در حسابداری مورد استفاده قرار گرفتند.

در آغاز قرن نوزدهم. چارلز بابیج اصول اولیه ای را که باید زیربنای طراحی یک نوع کاملاً جدید از کامپیوتر باشد، فرموله کرد.

در چنین ماشینی، به نظر او، باید یک "انبار" برای ذخیره اطلاعات دیجیتال وجود داشته باشد، دستگاه ویژه ای که عملیات را بر روی اعداد گرفته شده از "انبار" انجام می دهد. بابیج چنین دستگاهی را آسیاب نامید. دستگاه دیگری برای کنترل توالی عملیات، انتقال اعداد از انبار به آسیاب و برگشت استفاده می شود و در نهایت دستگاه باید دارای دستگاهی برای ورود داده های اولیه و خروجی نتایج محاسبات باشد. این ماشین هرگز ساخته نشد - فقط مدل هایی از آن وجود داشت (شکل 1.4)، اما اصول زیربنای آن بعداً در رایانه های دیجیتال پیاده سازی شد.

ایده های علمی بابیج دختر شاعر مشهور انگلیسی لرد بایرون، کنتس آدا آگوستا لاولیس را مجذوب خود کرد. او اولین ایده های اساسی را در مورد تعامل بلوک های مختلف یک کامپیوتر و ترتیب حل مسائل روی آن ارائه کرد. بنابراین، آدا لاولیس به حق اولین برنامه نویس جهان در نظر گرفته می شود. بسیاری از مفاهیم معرفی شده توسط آدا لاولیس در توضیحات اولین برنامه های جهان به طور گسترده توسط برنامه نویسان مدرن استفاده می شود.

برنج. 1.1. ماشین جمع پاسکال

برنج. 1.2. ماشین حساب لایب نیتس

برنج. 1.3. دستگاه افزودن فلیکس

برنج. 1.4. دستگاه بابیج

آغاز یک دوره جدید در توسعه فناوری کامپیوتر مبتنی بر رله های الکترومکانیکی در سال 1934 بود. شرکت آمریکایی IBM (International Business Machines) شروع به تولید جدولگرهای الفبایی عددی با قابلیت انجام عملیات ضرب کرد. در اواسط دهه 30 قرن XX. بر اساس جدول سازها، یک نمونه اولیه از اولین شبکه کامپیوتری محلی ایجاد می شود. در پیتسبورگ (ایالات متحده آمریکا)، یک فروشگاه بزرگ، سیستمی متشکل از 250 پایانه متصل به خطوط تلفن با 20 جدول و 15 ماشین تحریر را برای پرداخت به مشتریان نصب کرد. در سال 1934 - 1936 مهندس آلمانی Konrad Zuse ایده ایجاد یک کامپیوتر جهانی با کنترل برنامه و ذخیره اطلاعات در یک دستگاه حافظه را مطرح کرد. او ماشین Z-3 را طراحی کرد - این اولین کامپیوتر تحت کنترل برنامه بود - نمونه اولیه کامپیوترهای مدرن (شکل 1.5).

برنج. 1.5. کامپیوتر Zuse

این یک دستگاه رله با استفاده از یک سیستم اعداد باینری بود که دارای حافظه برای 64 عدد ممیز شناور بود. بلوک حسابی از محاسبات موازی استفاده می کند. این تیم شامل بخش های عملیاتی و آدرس بود. ورود داده ها با استفاده از صفحه کلید اعشاری انجام شد، خروجی دیجیتال ارائه شد و همچنین تبدیل خودکار اعداد اعشاری به باینری و بالعکس انجام شد. سرعت عمل جمع سه عمل در ثانیه است.

در اوایل دهه 40 قرن XX. در آزمایشگاه های IBM، به همراه دانشمندان دانشگاه هاروارد، توسعه یکی از قوی ترین کامپیوترهای الکترومکانیکی آغاز شد. MARK-1 نام داشت، حاوی 760 هزار جزء و وزن آن 5 تن بود (شکل 1.6).

برنج. 1.6. ماشین حساب علامت -1

آخرین پروژه بزرگ در زمینه فناوری محاسبات رله (CT) را باید RVM-1 در نظر گرفت که در سال 1957 در اتحاد جماهیر شوروی ساخته شد که برای تعدادی از وظایف کاملاً رقابتی با رایانه های آن زمان بود. با این حال، با ظهور لوله خلاء، روزهای دستگاه های الکترومکانیکی به شماره افتاد. قطعات الکترونیکی از نظر سرعت و قابلیت اطمینان برتری زیادی داشتند که سرنوشت آینده کامپیوترهای الکترومکانیکی را تعیین کرد. عصر کامپیوترهای الکترونیکی فرا رسیده است.

انتقال به مرحله بعدی در توسعه فناوری رایانه و فناوری برنامه نویسی بدون تحقیقات علمی بنیادی در زمینه انتقال و پردازش اطلاعات غیرممکن خواهد بود. توسعه نظریه اطلاعات در درجه اول با نام کلود شانون مرتبط است. نوربرت وینر به حق پدر سایبرنتیک در نظر گرفته می شود و هاینریش فون نویمان خالق نظریه اتوماتاست.

مفهوم سایبرنتیک از ترکیب بسیاری از جهات علمی متولد شد: اولاً، به عنوان یک رویکرد کلی برای توصیف و تجزیه و تحلیل اعمال موجودات زنده و رایانه ها یا سایر خودکارها. ثانیاً، از تشابهات بین رفتار جوامع موجودات زنده و جامعه انسانی و امکان توصیف آنها با استفاده از یک نظریه کلی کنترل. و در نهایت، از ترکیب تئوری انتقال اطلاعات و فیزیک آماری، که منجر به مهم ترین کشف ارتباط بین میزان اطلاعات و آنتروپی منفی در یک سیستم شد. خود اصطلاح "سایبرنتیک" از کلمه یونانی به معنای "سکاندار" گرفته شده است؛ این واژه برای اولین بار توسط N. وینر به معنای امروزی در سال 1947 استفاده شد. یا کنترل و ارتباط در حیوان و ماشین».

کلود شانون یک مهندس و ریاضیدان آمریکایی است، مردی که پدر نظریه اطلاعات مدرن نامیده می شود. او ثابت کرد که عملکرد کلیدها و رله ها در مدارهای الکتریکی را می توان با استفاده از جبر، که در اواسط قرن نوزدهم اختراع شد، نشان داد. جورج بول، ریاضیدان انگلیسی. از آن زمان، جبر بولی مبنایی برای تجزیه و تحلیل ساختار منطقی سیستم‌ها با هر سطح از پیچیدگی است.

شانون ثابت کرد که هر کانال ارتباطی پر سر و صدا با سرعت محدودی در انتقال اطلاعات مشخص می شود که حد شانون نامیده می شود. در سرعت های انتقال بالاتر از این حد، خطا در اطلاعات ارسالی اجتناب ناپذیر است. با این حال، با استفاده از روش های رمزگذاری اطلاعات مناسب، می توان یک احتمال خطای خودسرانه کوچک برای هر کانال نویزدار به دست آورد. تحقیقات او اساس توسعه سیستم های انتقال اطلاعات از طریق خطوط ارتباطی را تشکیل داد.

در سال 1946، هاینریش فون نویمان، ریاضی‌دان برجسته آمریکایی مجارستانی، مفهوم اساسی ذخیره دستورالعمل‌های رایانه را در حافظه داخلی خود تدوین کرد که به عنوان انگیزه بزرگی برای توسعه فناوری محاسبات الکترونیکی عمل کرد.

در طول جنگ جهانی دوم، او به عنوان مشاور در مرکز اتمی لوس آلاموس خدمت کرد، جایی که او بر روی محاسبات مربوط به انفجار انفجاری بمب هسته ای کار کرد و در توسعه بمب هیدروژنی شرکت کرد.

نویمان صاحب آثار مربوط به سازماندهی منطقی رایانه ها، مشکلات عملکرد حافظه رایانه، سیستم های خودبازتولید کننده و غیره است. او در ایجاد اولین رایانه الکترونیکی ENIAC شرکت کرد، معماری رایانه ای که او پیشنهاد کرد، مبنایی برای تمام کارهای بعدی بود. مدل می کند و هنوز به آن می گویند - "فون نویمان"

نسل اول کامپیوترها. در سال 1946، کار برای ایجاد ENIAC، اولین کامپیوتر با استفاده از قطعات الکترونیکی در ایالات متحده تکمیل شد (شکل 1.7).

برنج. 1.7. اولین کامپیوتر انیاک

دستگاه جدید دارای پارامترهای چشمگیر بود: از 18 هزار لوله الکترونیکی استفاده می کرد، اتاقی با مساحت 300 متر مربع را اشغال می کرد، جرم آن 30 تن بود و مصرف انرژی 150 کیلو وات بود. این دستگاه در فرکانس ساعت 100 کیلوهرتز کار می کرد و یک عملیات جمع را در 0.2 میلی ثانیه و یک ضرب را در 2.8 میلی ثانیه انجام می داد که سه مرتبه بزرگتر از ماشین های رله بود. کاستی های خودروی جدید به سرعت آشکار شد. در ساختار خود، کامپیوتر ENIAC شبیه کامپیوترهای مکانیکی بود: سیستم اعشاری استفاده شد. برنامه به صورت دستی در 40 فیلد حروفچینی تایپ شد. پیکربندی مجدد فیلدهای سوئیچینگ هفته ها طول کشید. در طول عملیات آزمایشی، مشخص شد که قابلیت اطمینان این دستگاه بسیار کم است: عیب یابی تا چند روز طول کشید. نوارهای پانچ و کارت های پانچ، نوارهای مغناطیسی و دستگاه های چاپ برای ورودی و خروجی داده ها استفاده شد. کامپیوترهای نسل اول مفهوم برنامه ذخیره شده را پیاده سازی کردند. کامپیوترهای نسل اول برای پیش بینی آب و هوا، حل مشکلات انرژی، مسائل نظامی و سایر زمینه های مهم مورد استفاده قرار گرفتند.

نسل دوم کامپیوترهایکی از مهمترین پیشرفت هایی که منجر به انقلاب در طراحی کامپیوتر و در نهایت ایجاد رایانه های شخصی شد، اختراع ترانزیستور در سال 1948 بود. ترانزیستور که یک عنصر سوئیچینگ الکترونیکی حالت جامد (دروازه) است، بسیار کمتر اشغال می کند. فضا و انرژی بسیار کمتری مصرف می کند و همان کار یک لامپ را انجام می دهد. سیستم های محاسباتی ساخته شده بر روی ترانزیستورها بسیار فشرده تر، مقرون به صرفه تر و بسیار کارآمدتر از سیستم های لوله ای بودند. انتقال به ترانزیستورها آغاز کوچک سازی بود که ظهور رایانه های شخصی مدرن (و همچنین سایر دستگاه های رادیویی - رادیو، ضبط صوت، تلویزیون و غیره) را ممکن کرد. برای ماشین های نسل دوم، وظیفه برنامه نویسی خودکار به وجود آمد، زیرا فاصله بین زمان توسعه برنامه ها و زمان محاسبه خود افزایش یافت. مرحله دوم در توسعه فناوری رایانه در اواخر دهه 50 - اوایل دهه 60 قرن بیستم. با ایجاد زبان های برنامه نویسی توسعه یافته (Algol، Fortran، Cobol) و تسلط بر فرآیند خودکارسازی مدیریت جریان وظایف با استفاده از خود رایانه، یعنی. توسعه سیستم عامل ها

در سال 1959، IBM یک ماشین ترانزیستور تجاری به نام IBM 1401 را منتشر کرد. این دستگاه در بیش از 10 هزار نسخه عرضه شد. در همان سال، آی‌بی‌ام اولین کامپیوتر بزرگ (مین‌فریم) خود، مدل IBM 7090 را که کاملاً مبتنی بر ترانزیستور بود، با سرعت 229 هزار عملیات در ثانیه ساخت و در سال 1961 مدل IBM 7030 را برای آزمایشگاه هسته‌ای ایالات متحده توسعه داد. لوس آلاموس.

نماینده قابل توجه رایانه های خانگی نسل دوم، ماشین جمع کننده الکترونیکی بزرگ BESM-6 بود که توسط S.A. لبدف و همکارانش (شکل 1.8). رایانه های این نسل با استفاده از زبان های برنامه نویسی سطح بالا که در رایانه های نسل بعدی توسعه یافته اند، مشخص می شوند. ماشین های ترانزیستوری نسل دوم تنها پنج سال در تاریخ کامپیوترها طول کشید.

برنج. 1.8. BESM-6

نسل سوم کامپیوترها. در سال 1959، مهندسان تگزاس اینسترومنتز راهی برای قرار دادن چندین ترانزیستور و سایر اجزا بر روی یک پایه (یا زیرلایه) و اتصال این ترانزیستورها بدون استفاده از سیم ایجاد کردند. بنابراین مدار مجتمع (IC یا تراشه) متولد شد. اولین مدار مجتمع فقط شامل شش ترانزیستور بود. اکنون کامپیوترها بر اساس مدارهای مجتمع با یکپارچگی پایین طراحی شده اند. سیستم عامل هایی ظاهر شدند که وظایف مدیریت حافظه، دستگاه های ورودی/خروجی و سایر منابع را بر عهده گرفتند.

در آوریل 1964، IBM سیستم 360 را معرفی کرد که اولین خانواده از کامپیوترها و تجهیزات جانبی سازگار با نرم افزار همه منظوره بود. ریز مدارهای هیبریدی به عنوان پایه اصلی خانواده System 360 انتخاب شدند که به لطف آن مدل های جدید به عنوان ماشین های نسل سوم در نظر گرفته شدند (شکل 1.9).

برنج. 1.9. کامپیوتر نسل سوم IBM

با خانواده System 360، IBM برای آخرین بار به خود اجازه داد تا کامپیوترهایی را منتشر کند که با کامپیوترهای قبلی ناسازگار بودند. مقرون به صرفه بودن، تطبیق پذیری و اندازه کوچک رایانه های این نسل به سرعت دامنه کاربرد آنها را گسترش داد - کنترل، انتقال داده ها، اتوماسیون آزمایش های علمی و غیره. به عنوان بخشی از این نسل، اولین ریزپردازنده در سال 1971 به عنوان یک غیر منتظره توسعه یافت. نتیجه کار اینتل در ایجاد ریزمحاسبات. (به هر حال، ما متذکر می شویم که ریزمحاسبات در زمان ما با "برادران خونی" خود - رایانه های شخصی به خوبی کنار می آیند.)

نسل چهارم کامپیوترها. این مرحله در توسعه فناوری رایانه با توسعه مدارهای مجتمع بزرگ و فوق بزرگ همراه است. کامپیوترهای نسل چهارم شروع به استفاده از سیستم های حافظه پرسرعت در مدارهای مجتمع با ظرفیت چند مگابایت کردند.

ریزپردازنده چهار بیتی اینتل 8004 در سال 1971 ساخته شد. سال بعد یک پردازنده هشت بیتی عرضه شد و در سال 1973 اینتل پردازنده 8080 را منتشر کرد که 10 برابر سریعتر از 8008 بود و می توانست 64 کیلوبایت حافظه را آدرس دهی کند. این یکی از جدی ترین گام ها برای ایجاد رایانه های شخصی مدرن بود. IBM اولین کامپیوتر شخصی خود را در سال 1975 منتشر کرد. مدل 5100 دارای 16 کیلوبایت حافظه، یک مفسر داخلی BASIC و یک نوار کاست داخلی بود که به عنوان یک دستگاه ذخیره سازی استفاده می شد. اولین کامپیوتر IBM در سال 1981 انجام شد. در این روز، استاندارد جدید جای خود را در صنعت کامپیوتر باز کرد. تعداد زیادی برنامه مختلف برای این خانواده نوشته شده است. اصلاح جدید "گسترش یافته" (IBM PC-XT) نامیده می شود (شکل 1.10).

برنج. 1.10. کامپیوتر شخصی IBM کامپیوتر - XT

سازندگان استفاده از ضبط صوت را به عنوان یک وسیله ذخیره اطلاعات کنار گذاشتند، یک فلاپی درایو دوم را اضافه کردند و از هارد دیسک 20 مگابایتی به عنوان دستگاه اصلی برای ذخیره داده ها و برنامه ها استفاده کردند. این مدل مبتنی بر استفاده از یک ریزپردازنده - Intel 8088 بود. با توجه به پیشرفت طبیعی در زمینه توسعه و تولید فناوری ریزپردازنده، اینتل - شریک دائمی IBM - در تولید سری جدید پردازنده - Intel 80286 تسلط یافت. بر این اساس، مدل جدیدی از رایانه شخصی IBM ظاهر شد. IBM PC-AT نام داشت. مرحله بعدی توسعه ریزپردازنده های اینتل 80386 و 80486 اینتل است که هنوز هم می توان آنها را پیدا کرد. سپس پردازنده های پنتیوم توسعه یافتند که امروزه محبوب ترین پردازنده ها هستند.

نسل پنجم کامپیوترهادر دهه 90 قرن XX. توجه زیادی نه به بهبود ویژگی های فنی رایانه ها، بلکه به "هوشمندی" آنها، معماری باز و قابلیت های شبکه معطوف شد. توجه بر توسعه پایگاه های دانش، رابط های کاربر پسند، ابزارهای گرافیکی ارائه اطلاعات و توسعه ابزارهای برنامه نویسی کلان متمرکز است. هیچ تعاریف روشنی از این مرحله از توسعه فناوری رایانه وجود ندارد، زیرا پایه عنصری که این طبقه بندی بر اساس آن است، ثابت مانده است - واضح است که تمام رایانه هایی که در حال حاضر تولید می شوند را می توان به عنوان نسل V طبقه بندی کرد.

1.2. طبقه بندی کامپیوترها

رایانه ها را می توان بر اساس تعدادی از معیارها طبقه بندی کرد، به ویژه بر اساس اصل عملکرد، هدف، روش های سازماندهی فرآیند محاسبات، اندازه و قدرت محاسباتی، عملکرد و غیره.

بر اساس اصل کار، کامپیوترها را می توان به دو دسته کلی آنالوگ و دیجیتال تقسیم کرد.

کامپیوترهای آنالوگ(رایانه های آنالوگ - AVM) - کامپیوترهای پیوسته (شکل 1.11).

برنج. 1.11. کامپیوتر آنالوگ

آنها با اطلاعات ارائه شده به شکل آنالوگ کار می کنند، یعنی. در قالب یک سری مقادیر پیوسته از هر کمیت فیزیکی. دستگاه هایی وجود دارد که در آنها عملیات محاسباتی با استفاده از عناصر هیدرولیک و پنوماتیک انجام می شود. با این حال، گسترده ترین AVM های الکترونیکی هستند که در آنها ولتاژها و جریان های الکتریکی به عنوان متغیرهای ماشین عمل می کنند.

کار AVM بر اساس کلیت قوانینی است که فرآیندهایی با ماهیت های مختلف را توصیف می کند. به عنوان مثال، نوسانات یک آونگ از همان قوانینی پیروی می کند که تغییرات در شدت میدان الکتریکی در یک مدار نوسانی وجود دارد. و به جای مطالعه یک آونگ واقعی، می توانید رفتار آن را بر روی یک مدل پیاده سازی شده بر روی یک کامپیوتر آنالوگ مطالعه کنید. علاوه بر این، این مدل می تواند برای مطالعه برخی از فرآیندهای بیولوژیکی و شیمیایی که از قوانین یکسانی پیروی می کنند نیز استفاده شود.

عناصر اصلی چنین ماشین هایی تقویت کننده ها، مقاومت ها، خازن ها و سلف ها هستند که می توان بین آنها اتصالاتی ایجاد کرد که شرایط یک کار خاص را منعکس می کند. برنامه نویسی وظایف با تایپ عناصر در یک فیلد حروفچینی انجام می شود. AVM برای حل مؤثرترین مسائل ریاضی حاوی معادلات دیفرانسیل که به منطق پیچیده نیاز ندارند استفاده می شود. نتایج حل به شکل وابستگی ولتاژهای الکتریکی به عنوان تابعی از زمان بر روی صفحه اسیلوسکوپ نمایش داده می شود یا توسط ابزار اندازه گیری ثبت می شود.

در دهه 40 - 50 قرن XX. رایانه های آنالوگ الکترونیکی رقابت جدی را برای رایانه های تازه در حال ظهور ایجاد کردند. مزایای اصلی آنها عملکرد بالا (مقایسه با سرعت عبور سیگنال الکتریکی از مدار)، وضوح ارائه نتایج شبیه سازی بود.

از جمله معایب می توان به دقت کم محاسبات، محدود بودن محدوده مشکلاتی که باید حل شوند و تنظیم دستی پارامترهای وظیفه اشاره کرد. در حال حاضر، AVM ها فقط در مناطق بسیار محدود استفاده می شوند - برای اهداف آموزشی و نمایشی و تحقیقات علمی. آنها در زندگی روزمره استفاده نمی شوند.

کامپیوترهای دیجیتال(رایانه های الکترونیکی - رایانه ها) بر اساس منطق گسسته "بله-نه"، "صفر-یک" هستند. تمام عملیات توسط یک کامپیوتر مطابق با یک برنامه از پیش کامپایل شده انجام می شود. سرعت محاسبات با سرعت کلاک سیستم تعیین می شود.

بر اساس مراحل ایجاد و پایه عنصر، رایانه های دیجیتال به طور معمول به پنج نسل تقسیم می شوند:

نسل اول (دهه 1950) - رایانه های مبتنی بر خلاء الکترونیکی
لامپ؛

نسل دوم (دهه 1960) - رایانه های مبتنی بر عناصر نیمه هادی (ترانزیستور).

نسل سوم (دهه 1970) - رایانه های مبتنی بر مدارهای مجتمع نیمه هادی با درجه ادغام کم و متوسط ​​(ده ها و صدها ترانزیستور در یک مورد).

نسل ششم (دهه 1980) - کامپیوترهای بزرگ و فوق العاده بزرگ
مدارهای مجتمع - ریزپردازنده ها (میلیون ها ترانزیستور در یک تراشه)؛

نسل V (دهه 1990 تا کنون) - ابرکامپیوترهایی با هزاران ریزپردازنده موازی،
امکان ساخت سیستم های کارآمد برای پردازش عظیم
مجموعه ای از اطلاعات؛ رایانه های شخصی روی ریزپردازنده های بسیار پیچیده و رابط های کاربر پسند، که
اجرای آنها را تقریباً در تمام زمینه های فعالیت تعیین می کند
شخص فن آوری های شبکه امکان متحد کردن کاربران رایانه را در یک جامعه اطلاعاتی واحد فراهم می کند.

از نظر قدرت محاسباتی در دهه 70 - 80 قرن بیستم. طبقه بندی زیر از رایانه ها پدیدار شده است.

ابر رایانه ها- اینها کامپیوترهایی هستند که از نظر سرعت و حجم محاسبات دارای حداکثر قابلیت هستند. آنها برای حل مشکلات در مقیاس ملی و جهانی - امنیت ملی، تحقیقات در زیست شناسی و پزشکی، مدل سازی رفتار سیستم های بزرگ، پیش بینی آب و هوا و غیره استفاده می شوند. (شکل 1.12).

برنج. 1.12. ابر رایانه CRAY 2

رایانه های بزرگ(مین فریم) - رایانه هایی که در مراکز تحقیقاتی و دانشگاه های بزرگ برای انجام تحقیقات، در سیستم های شرکتی - بانک ها، بیمه ها، مؤسسات تجاری، حمل و نقل، خبرگزاری ها و مؤسسات انتشاراتی استفاده می شوند. مین‌فریم‌ها در شبکه‌های کامپیوتری بزرگ ترکیب می‌شوند و به صدها و هزاران پایانه خدمات می‌دهند - ماشین‌هایی که کاربران و مشتریان مستقیماً روی آنها کار می‌کنند.

کامپیوترهای کوچک- اینها کامپیوترهای تخصصی هستند که برای انجام نوع خاصی از کار که به قدرت محاسباتی نسبتاً زیادی نیاز دارد استفاده می شود: گرافیک، محاسبات مهندسی، کار با ویدئو، طرح بندی نشریات چاپی و غیره.

میکرو کامپیوترها- این پرتعدادترین و متنوع ترین کلاس رایانه است که اساس آن رایانه های شخصی است که در حال حاضر تقریباً در تمام شاخه های فعالیت انسانی استفاده می شود. میلیون ها نفر از آنها در فعالیت های حرفه ای خود برای تعامل از طریق اینترنت، سرگرمی و تفریح ​​استفاده می کنند.

در سال‌های اخیر، طبقه‌بندی پدید آمده است که تنوع و ویژگی‌های دسته بزرگی از رایانه‌ها را که کاربران مستقیم روی آنها کار می‌کنند، منعکس می‌کند. این کامپیوترها از نظر قدرت محاسباتی، سیستم و نرم افزار کاربردی، مجموعه دستگاه های جانبی، رابط کاربری و در نتیجه اندازه و قیمت متفاوت هستند. با این حال، همه آنها بر اساس اصول مشترک و یک پایه عنصر واحد ساخته شده اند، دارای درجه بالایی از سازگاری، رابط ها و پروتکل های مشترک برای تبادل داده بین خود و شبکه ها هستند. اساس این دسته از ماشین ها کامپیوترهای شخصی هستند که در طبقه بندی فوق با کلاس ریز کامپیوترها مطابقت دارند.

این طبقه‌بندی، مانند هر طبقه‌بندی دیگر، کاملاً متعارف است. از آنجایی که ترسیم مرز مشخصی بین کلاس‌های مختلف کامپیوترها غیرممکن است، مدل‌هایی ظاهر می‌شوند که نسبت دادن آنها به یک کلاس خاص دشوار است. با این وجود، به طور گسترده ای منعکس کننده انواع دستگاه های محاسباتی موجود در حال حاضر است.

سرورها(از جانب انگلیسیسرویس - "خدمت"، "مدیریت") - رایانه های قدرتمند چند کاربره که عملکرد شبکه های رایانه ای را تضمین می کنند (شکل 1.13).

برنج. 1.13. سرور اس 390

آنها برای پردازش درخواست های تمام ایستگاه های کاری متصل به شبکه خدمت می کنند. سرور دسترسی به منابع شبکه مشترک - قدرت محاسباتی، پایگاه های داده، کتابخانه های برنامه، چاپگرها، فکس ها - را فراهم می کند و این منابع را بین کاربران توزیع می کند. در هر مؤسسه ای، رایانه های شخصی در یک شبکه محلی ترکیب می شوند - این امکان تبادل داده بین رایانه های کاربر نهایی و استفاده منطقی از منابع سیستم و سخت افزار را فراهم می کند.

واقعیت این است که تهیه یک سند در رایانه (چه فاکتور یک محصول یا یک گزارش علمی) بسیار بیشتر از چاپ آن زمان می برد. داشتن یک چاپگر شبکه قدرتمند برای چندین کامپیوتر بسیار سودآورتر است و سرور توزیع صف چاپ را انجام می دهد. اگر رایانه ها به یک شبکه محلی متصل هستند، داشتن یک پایگاه داده واحد بر روی سرور راحت است - لیست قیمت تمام محصولات فروشگاه، برنامه کاری برای یک موسسه علمی و غیره. علاوه بر این، سرور یک اتصال اینترنتی مشترک برای تمام ایستگاه های کاری فراهم می کند، دسترسی به اطلاعات را برای دسته های مختلف کاربران متمایز می کند، اولویت ها را برای دسترسی به منابع شبکه مشترک تعیین می کند، آمار استفاده از اینترنت را نگه می دارد، کار کاربران نهایی را نظارت می کند و غیره.

کامپیوتر شخصی(PC - Personal computer) متداول ترین کلاس کامپیوترهایی است که قادر به حل مسائل در سطوح مختلف - از تهیه صورت های مالی گرفته تا محاسبات مهندسی هستند. این عمدتا برای استفاده فردی طراحی شده است (از این رو نام کلاسی که به آن تعلق دارد). رایانه شخصی (PC) دارای ابزارهای ویژه ای است که به آن اجازه می دهد در شبکه های محلی و جهانی گنجانده شود. محتوای اصلی این کتاب به تشریح سخت افزار و نرم افزار این دسته خاص از رایانه ها اختصاص دارد.

لپ تاپ(از جانب انگلیسینوت بوک - "نوت بوک") - این اصطلاح ایجاد شده کاملاً نادرست ویژگی های این کلاس از رایانه های شخصی را منعکس می کند (شکل 1.14).

برنج. 1.14. لپ تاپ

ابعاد و وزن آن بیشتر با فرمت یک کتاب بزرگ مطابقت دارد و عملکرد و مشخصات فنی آن کاملاً با یک رایانه رومیزی معمولی مطابقت دارد. نکته دیگر این است که این دستگاه‌ها فشرده‌تر، سبک‌تر و مهمتر از همه مصرف برق بسیار کمتری هستند که به آنها اجازه می‌دهد با باتری کار کنند. نرم افزار این دسته از رایانه های شخصی، از سیستم عامل گرفته تا برنامه های کاربردی، هیچ تفاوتی با رایانه های رومیزی ندارد. در گذشته نزدیک، این دسته از رایانه های شخصی به عنوان لپ تاپ - "زانوبند" تعریف می شد. این نام ویژگی های آنها را بسیار دقیق تر منعکس می کرد، اما به دلایلی هرگز مورد توجه قرار نگرفت.

بنابراین، ویژگی اصلی رایانه های شخصی کلاس لپ تاپ، تحرک است. ابعاد و وزن کلی کوچک، طراحی مونوبلاک باعث می شود آن را به راحتی در هر نقطه از محیط کار قرار دهید، آن را از یک مکان به مکان دیگر در یک کیف خاص یا یک چمدان از نوع "دیپلمات" منتقل کنید و قدرت باتری امکان استفاده از آن را حتی در جاده ها فراهم می کند. (ماشین یا هواپیما).

تمام مدل های لپ تاپ را می توان به سه کلاس یونیورسال، تجاری و فشرده (زیر نوت بوک) تقسیم کرد. لپ تاپ های جهانییک جایگزین کامل برای رایانه های رومیزی هستند، بنابراین از نظر اندازه و وزن نسبتاً بزرگ هستند، اما در عین حال با اندازه صفحه نمایش بزرگ و صفحه کلید راحت مشابه رایانه رومیزی متمایز می شوند. آنها دارای دستگاه های ذخیره سازی داخلی معمولی هستند: CD-ROM (R، RW، DVD)، هارد دیسک و فلاپی درایو. این طراحی عملاً امکان استفاده از آن را به عنوان رایانه شخصی "مسافرتی" حذف می کند. شارژ باتری فقط برای 2-3 ساعت کار کافی است.

لپ تاپ های تجاریطراحی شده برای استفاده در دفتر، خانه، یا در جاده ها. ابعاد و وزن کلی آنها بسیار کوچکتر است، ترکیب حداقلی از دستگاه های داخلی، اما ابزارهای پیشرفته برای اتصال دستگاه های اضافی. رایانه های شخصی این کلاس بیشتر به عنوان یک میزکار یا دسکتاپ خانگی به کار می روند تا جایگزین.

لپ تاپ های جمع و جور(زیر نوت بوک ها) مظهر پیشرفته ترین دستاوردهای فناوری رایانه هستند. آنها بالاترین درجه ادغام دستگاه های مختلف را دارند (قطعاتی مانند پشتیبانی از صدا، تصویر و شبکه محلی در مادربرد تعبیه شده است). لپ‌تاپ‌های این کلاس معمولاً مجهز به رابط‌های دستگاه ورودی بی‌سیم (صفحه‌کلید اضافی، ماوس)، مودم رادیویی داخلی برای اتصال به اینترنت هستند، کارت‌های هوشمند جمع‌وجور به عنوان ابزار ذخیره‌سازی اطلاعات و غیره استفاده می‌شوند. علاوه بر این، وزن چنین دستگاه هایی از 1 کیلوگرم تجاوز نمی کند و ضخامت آن حدود 1 اینچ (2.4 سانتی متر) است. شارژ باتری چندین ساعت طول می کشد، با این حال، هزینه چنین کامپیوترهایی دو تا سه برابر بیشتر از رایانه های شخصی معمولی است.

کامپیوتر شخصی جیبی(PDA) (RS - Rosket) - از همان قسمت های رایانه رومیزی تشکیل شده است: پردازنده، حافظه، سیستم صوتی و تصویری، صفحه نمایش، شکاف های توسعه، که با آن می توانید حافظه را افزایش دهید یا دستگاه های دیگری را اضافه کنید. برق باتری دو ماه کار می کند. همه این اجزا بسیار فشرده و محکم هستند، به همین دلیل وزن دستگاه 100 ... 200 گرم است و در کف دست شما، در جیب سینه پیراهن یا کیف دستی قرار می گیرد (شکل 1.15).

برنج. 1.15. کامپیوتر شخصی جیبی

بی جهت نیست که به این دستگاه ها "دستی" (Palmtop) نیز می گویند.

با این حال، عملکرد PDA با دسکتاپ یا لپ تاپ بسیار متفاوت است. اول از همه، صفحه نمایش نسبتا کوچکی دارد، به طور معمول، صفحه کلید و ماوس وجود ندارد، بنابراین تعامل کاربر به طور متفاوتی سازماندهی می شود: برای این، صفحه نمایش PDA استفاده می شود - به فشار حساس است، که برای آن از یک صفحه استفاده می کنند. چوب مخصوص به نام قلم. برای تایپ روی PDA، از یک صفحه کلید به اصطلاح مجازی استفاده می شود - کلیدهای آن مستقیماً روی صفحه نمایش داده می شوند و متن با قلم تایپ می شود. تفاوت مهم دیگر عدم وجود هارد دیسک است، بنابراین حجم اطلاعات ذخیره شده نسبتا کم است. ذخیره اصلی برنامه ها و داده ها حافظه داخلی تا 64 مگابایت است و نقش دیسک ها را کارت های حافظه فلش ایفا می کنند. این کارت‌ها برنامه‌ها و داده‌هایی را ذخیره می‌کنند که لزوماً نیازی به قرار دادن آنها در حافظه سریع (آلبوم‌های عکس، موسیقی با فرمت MP3، کتاب‌های الکترونیکی و غیره) نیست. به دلیل این ویژگی ها، PDA ها اغلب به همراه یک کامپیوتر رومیزی استفاده می شوند که کابل های رابط مخصوصی برای آن وجود دارد.

یک لپ تاپ و یک PDA برای کارهای کاملاً متفاوت طراحی شده اند، بر اساس اصول متفاوت ساخته شده اند و فقط مکمل یکدیگر هستند، اما جایگزین یکدیگر نمی شوند.

آنها با لپ تاپ مانند رایانه رومیزی کار می کنند و PDA ها چندین بار در روز روشن و خاموش می شوند. بارگیری برنامه ها و خاموش شدن تقریباً بلافاصله اتفاق می افتد.

از نظر مشخصات فنی، PDA های مدرن کاملاً قابل مقایسه با رایانه های رومیزی هستند که همین چند سال پیش تولید شدند. این برای بازتولید اطلاعات متنی با کیفیت بالا، به عنوان مثال هنگام کار با ایمیل یا ویرایشگر متن، کاملاً کافی است. PDA های مدرن همچنین مجهز به میکروفون داخلی، بلندگو و جک هدفون هستند. ارتباط با رایانه رومیزی و سایر دستگاه های جانبی از طریق یک پورت USB، پورت مادون قرمز (IgDA) یا بلوتوث (یک رابط بی سیم مدرن) انجام می شود.

علاوه بر یک سیستم عامل خاص، PDA ها معمولاً به برنامه های داخلی مجهز هستند که شامل ویرایشگر متن، ویرایشگر صفحه گسترده، زمانبندی، مرورگر اینترنت، مجموعه ای از برنامه های تشخیصی و غیره می شود. اخیراً رایانه های کلاس رایانه شخصی جیبی شروع به مجهز شدن به وسایل ارتباط داخلی با اینترنت کرده اند (یک تلفن همراه معمولی نیز می تواند به عنوان مودم خارجی استفاده شود).

رایانه های شخصی جیبی به لطف قابلیت های خود، نه تنها به عنوان یک رایانه شخصی ساده شده با قابلیت های کاهش یافته، بلکه به عنوان عضوی کاملاً برابر از جامعه رایانه ای در نظر گرفته می شوند که حتی در مقایسه با پیشرفته ترین مدل های رایانه های رومیزی دارای مزایای غیرقابل انکاری است.

منشی های الکترونیکی(PDA - Personal Digital Assistant) - دارای فرمت یک کامپیوتر جیبی (با وزن بیش از 0.5 کیلوگرم)، اما برای اهداف دیگر استفاده می شود (شکل 1.16).

برنج. 1.16. منشی الکترونیک

آنها بر استفاده از دایرکتوری های الکترونیکی متمرکز هستند که نام ها، آدرس ها و شماره تلفن ها، اطلاعات مربوط به روال روزانه و قرار ملاقات ها، لیست کارها، سوابق هزینه ها و غیره را ذخیره می کنند. یک منشی الکترونیکی ممکن است ویرایشگرهای متنی و گرافیکی داخلی، صفحات گسترده و سایر برنامه های اداری داشته باشد.

اکثر PDA ها مودم دارند و می توانند اطلاعات را با رایانه های شخصی دیگر تبادل کنند و در صورت اتصال به شبکه می توانند ایمیل و فکس را دریافت و ارسال کنند. برخی از رایانه های شخصی مجهز به مودم های رادیویی و پورت های مادون قرمز برای تبادل اطلاعات بی سیم از راه دور با رایانه های دیگر هستند. منشی های الکترونیکی یک نمایشگر کریستال مایع کوچک دارند که معمولاً در درب لولایی کامپیوتر قرار دارد. ورودی دستی اطلاعات از طریق صفحه کلید مینیاتوری یا با استفاده از صفحه نمایش لمسی مانند PDA امکان پذیر است. یک PDA را فقط با رزروهای بزرگ می توان رایانه نامید: گاهی اوقات این دستگاه ها به عنوان رایانه های فوق قابل حمل طبقه بندی می شوند ، گاهی اوقات در دسته ماشین حساب های "هوشمند" قرار می گیرند ، برخی دیگر معتقدند که این یک سازمان دهنده با قابلیت های پیشرفته است.

نوت بوک های الکترونیکی(از جانب انگلیسیسازمان دهنده - "سازمان دهنده") - متعلق به "سبک ترین دسته" رایانه های قابل حمل است (وزن آنها از 200 گرم تجاوز نمی کند). سازمان دهندگان یک حافظه بزرگ دارند که در آن می توانید اطلاعات لازم را ضبط کرده و با استفاده از ویرایشگر متن داخلی آن را ویرایش کنید. می‌توانید نامه‌های تجاری، متون توافق‌نامه‌ها، قراردادها، کارهای روزمره و جلسات کاری را در حافظه ذخیره کنید. سازمان دهنده دارای یک تایمر داخلی داخلی است که رویدادهای مهم را به شما یادآوری می کند. دسترسی به اطلاعات می تواند با رمز محافظت شود. سازمان دهندگان اغلب به یک مترجم داخلی مجهز هستند که چندین فرهنگ لغت دارد.

اطلاعات روی یک صفحه نمایش کریستال مایع تک رنگ کوچک نمایش داده می شود. با توجه به مصرف انرژی کم، باتری باتری اطلاعات را تا پنج سال بدون شارژ مجدد ذخیره می کند.

گوشی های هوشمند (انگلیسیتلفن هوشمند) دستگاه فشرده ای است که عملکردهای تلفن همراه، نوت بوک الکترونیکی و دوربین دیجیتال را با دسترسی به اینترنت موبایل ترکیب می کند (شکل 1.17).

برنج. 1.17. گوشی های هوشمند

گوشی هوشمند دارای ریزپردازنده، رم و حافظه فقط خواندنی است. دسترسی به اینترنت از طریق ارتباطات سلولی فراهم می شود. کیفیت عکس ها بالا نیست، اما برای استفاده در اینترنت و ارسال از طریق ایمیل کافی است. زمان ضبط ویدیو حدود 15 ثانیه است. دارای حافظه داخلی برای کارت های هوشمند. شارژ باتری برای 100 ساعت کار کافی است. وزن 150 گرم دستگاهی بسیار راحت و کاربردی اما هزینه آن با قیمت یک کامپیوتر رومیزی خوب قابل مقایسه است.