Istoria tabelului de calcul. Dispozitive de calcul și dispozitive din antichitate până în zilele noastre - document

De îndată ce o persoană a descoperit conceptul de „cantitate”, a început imediat să aleagă instrumente care să optimizeze și să faciliteze numărarea. Astăzi, computerele super-puternice, bazate pe principiile calculelor matematice, procesează, stochează și transmit informații - cea mai importantă resursă și motor al progresului uman. Nu este dificil să vă faceți o idee despre modul în care a avut loc dezvoltarea tehnologiei informatice, luând în considerare pe scurt principalele etape ale acestui proces.

Principalele etape ale dezvoltării tehnologiei informatice

Cea mai populară clasificare propune să evidențieze principalele etape ale dezvoltării tehnologiei computerului pe o bază cronologică:

• Etapa manuală. A început în zorii erei umane și a continuat până la mijlocul secolului al XVII-lea. În această perioadă, au apărut elementele de bază ale numărării. Mai târziu, odată cu formarea sistemelor de numere poziționale, au apărut dispozitive (abac, abac, iar mai târziu o regulă de calcul) care au făcut posibile calculele prin cifre.
• Etapa mecanică. A început la mijlocul secolului al XVII-lea și a durat aproape până la sfârșitul secolului al XIX-lea. Nivelul de dezvoltare a științei în această perioadă a făcut posibilă crearea de dispozitive mecanice care efectuează operații aritmetice de bază și își amintesc automat cele mai mari cifre.
• Etapa electromecanica este cea mai scurta dintre toate cele care unesc istoria dezvoltarii tehnologiei informatice. A durat doar aproximativ 60 de ani. Aceasta este perioada dintre inventarea primului tabulator în 1887 și 1946, când a apărut primul computer (ENIAC). Noile mașini, a căror funcționare se baza pe o acționare electrică și un releu electric, au făcut posibilă efectuarea de calcule cu o viteză și o precizie mult mai mare, dar procesul de numărare trebuia controlat de o persoană.
• Etapa electronică a început în a doua jumătate a secolului trecut și continuă și astăzi. Aceasta este povestea a șase generații de computere electronice - de la primele unități uriașe, care erau bazate pe tuburi vid, până la supercomputerele moderne ultra-puternice, cu un număr mare de procesoare de lucru paralele, capabile să execute simultan multe comenzi.

Etapele dezvoltării tehnologiei informatice sunt împărțite conform unui principiu cronologic destul de arbitrar. Într-o perioadă în care erau în uz unele tipuri de computere, se creau în mod activ premisele pentru apariția următoarelor.

Primele dispozitive de numărare

Cel mai vechi instrument de numărare cunoscut în istoria dezvoltării tehnologiei informatice este cele zece degete de pe mâinile omului. Rezultatele numărării au fost inițial înregistrate folosind degete, crestături pe lemn și piatră, bețe speciale și noduri.

Odată cu apariția scrisului, au apărut și s-au dezvoltat diverse moduri de scriere a numerelor și au fost inventate sisteme de numere poziționale (zecimal în India, sexagesimal în Babilon).

În jurul secolului al IV-lea î.Hr., grecii antici au început să numere folosind un abac. Inițial, a fost o tabletă plată de lut cu dungi aplicate pe ea cu un obiect ascuțit. Numărarea se făcea așezând pietre mici sau alte obiecte mici pe aceste dungi într-o anumită ordine.

În China, în secolul al IV-lea d.Hr., a apărut un abac cu șapte colțuri - suanpan (suanpan). Fire sau funii - nouă sau mai multe - au fost întinse pe un cadru dreptunghiular de lemn. Un alt fir (frânghie), întins perpendicular pe celelalte, a împărțit suanpanul în două părți inegale. În compartimentul mai mare, numit „pământ”, erau cinci oase înșirate pe fire, în compartimentul mai mic, numit „cer”, erau două. Fiecare dintre fire corespundea unei zecimale.

Abacul soroban tradițional a devenit popular în Japonia încă din secolul al XVI-lea, ajungând acolo din China. În același timp, abacul a apărut în Rusia.

În secolul al XVII-lea, pe baza logaritmilor descoperiți de matematicianul scoțian John Napier, englezul Edmond Gunter a inventat regula de calcul. Acest dispozitiv a fost îmbunătățit constant și a supraviețuit până în zilele noastre. Vă permite să înmulțiți și să împărțiți numere, să ridicați la puteri, să determinați logaritmi și funcții trigonometrice.

Rigla de calcul a devenit un dispozitiv care a finalizat dezvoltarea tehnologiei informatice la stadiul manual (premecanic).

Primele dispozitive mecanice de calcul

În 1623, omul de știință german Wilhelm Schickard a creat primul „calculator” mecanic, pe care l-a numit ceas de numărare. Mecanismul acestui dispozitiv semăna cu un ceas obișnuit, constând din roți dințate și pinioane. Cu toate acestea, această invenție a devenit cunoscută abia la mijlocul secolului trecut.

Un salt cuantic în domeniul tehnologiei de calcul a fost inventarea mașinii de adăugare Pascalina în 1642. Creatorul acestuia, matematicianul francez Blaise Pascal, a început să lucreze la acest dispozitiv când nu avea nici măcar 20 de ani. „Pascalina” era un dispozitiv mecanic sub forma unei cutii cu un număr mare de roți dințate interconectate. Numerele care trebuiau adăugate au fost introduse în mașină prin rotirea unor roți speciale.

În 1673, matematicianul și filozoful saxon Gottfried von Leibniz a inventat o mașină care efectua cele patru operații matematice de bază și putea extrage rădăcina pătrată. Principiul funcționării sale s-a bazat pe sistemul de numere binar, inventat special de om de știință.

În 1818, francezul Charles (Karl) Xavier Thomas de Colmar, luând ca bază ideile lui Leibniz, a inventat o mașină de adăugare care se putea multiplica și împărți. Și doi ani mai târziu, englezul Charles Babbage a început să construiască o mașină care ar fi capabilă să efectueze calcule cu o precizie de 20 de zecimale. Acest proiect a rămas neterminat, dar în 1830 autorul său a dezvoltat altul - un motor analitic pentru efectuarea de calcule științifice și tehnice precise. Mașina trebuia să fie controlată de software, iar cardurile perforate cu diferite locații ale găurilor urmau să fie folosite pentru a introduce și a scoate informații. Proiectul lui Babbage prevedea dezvoltarea tehnologiei electronice de calcul și problemele care puteau fi rezolvate cu ajutorul acesteia.

Este de remarcat faptul că faima primului programator din lume aparține unei femei - Lady Ada Lovelace (născută Byron). Ea a fost cea care a creat primele programe pentru computerul lui Babbage. Unul dintre limbajele computerului a fost ulterior numit după ea.

Dezvoltarea primilor analogi de calculator

În 1887, istoria dezvoltării tehnologiei informatice a intrat într-o nouă etapă. Inginerul american Herman Hollerith (Hollerith) a reușit să proiecteze primul computer electromecanic - tabulatorul. Mecanismul său avea un releu, precum și contoare și o cutie specială de sortare. Aparatul a citit și sortat înregistrările statistice realizate pe carduri perforate. Ulterior, compania fondată de Hollerith a devenit coloana vertebrală a renumitului gigant informatic IBM.

În 1930, americanul Vannovar Bush a creat un analizor diferenţial. Era alimentat de electricitate, iar tuburile vidate erau folosite pentru stocarea datelor. Această mașină a fost capabilă să găsească rapid soluții la probleme matematice complexe.

Șase ani mai târziu, omul de știință englez Alan Turing a dezvoltat conceptul de mașină, care a devenit baza teoretică pentru computerele moderne. Avea toate proprietățile principale ale tehnologiei moderne de calcul: putea efectua pas cu pas operațiuni care erau programate în memoria internă.

La un an după aceasta, George Stibitz, un om de știință din Statele Unite, a inventat primul dispozitiv electromecanic din țară capabil să efectueze adunări binare. Operațiile sale s-au bazat pe algebra booleană - logica matematică creată la mijlocul secolului al XIX-lea de George Boole: utilizarea operatorilor logici AND, OR and NOT. Mai târziu, sumatorul binar va deveni o parte integrantă a computerului digital.

În 1938, Claude Shannon, un angajat al Universității din Massachusetts, a subliniat principiile proiectării logice a unui computer care utilizează circuite electrice pentru a rezolva probleme de algebră booleană.

Începutul erei computerelor

Guvernele țărilor implicate în al Doilea Război Mondial erau conștiente de rolul strategic al computerului în desfășurarea operațiunilor militare. Acesta a fost impulsul pentru dezvoltarea și apariția paralelă a primei generații de calculatoare în aceste țări.

Un pionier în domeniul ingineriei informatice a fost Konrad Zuse, un inginer german. În 1941, a creat primul computer controlat de un program. Mașina, numită Z3, a fost construită pe relee de telefon, iar programele pentru aceasta au fost codificate pe bandă perforată. Acest dispozitiv a putut să funcționeze în sistemul binar, precum și să funcționeze cu numere în virgulă mobilă.

Următorul model al mașinii lui Zuse, Z4, este recunoscut oficial ca primul computer programabil cu adevărat funcțional. De asemenea, a intrat în istorie ca creatorul primului limbaj de programare de nivel înalt, numit Plankalküll.

În 1942, cercetătorii americani John Atanasoff (Atanasoff) și Clifford Berry au creat un dispozitiv de calcul care rula pe tuburi vidate. Mașina folosea și cod binar și putea efectua o serie de operații logice.

În 1943, într-un laborator guvernamental englez, într-o atmosferă de secret, a fost construit primul computer, numit „Colossus”. În loc de relee electromecanice, a folosit 2 mii de tuburi electronice pentru stocarea și procesarea informațiilor. Era destinat să spargă și să decripteze codul mesajelor secrete transmise de mașina de criptare germană Enigma, care a fost utilizată pe scară largă de către Wehrmacht. Existența acestui dispozitiv a fost păstrată în cea mai strictă confidențialitate pentru o lungă perioadă de timp. După încheierea războiului, ordinul de distrugere a acestuia a fost semnat personal de Winston Churchill.

Dezvoltarea arhitecturii

În 1945, matematicianul american maghiar-german John (Janos Lajos) von Neumann a creat prototipul pentru arhitectura computerelor moderne. El a propus scrierea unui program sub formă de cod direct în memoria mașinii, implicând stocarea în comun a programelor și datelor în memoria computerului.

Arhitectura lui Von Neumann a stat la baza primului computer electronic universal, ENIAC, fiind creat la acea vreme în Statele Unite. Acest gigant cântărea aproximativ 30 de tone și era situat pe o suprafață de 170 de metri pătrați. 18 mii de lămpi au fost folosite în funcționarea mașinii. Acest computer ar putea efectua 300 de operații de înmulțire sau 5 mii de adunări într-o secundă.

Primul computer programabil universal din Europa a fost creat în 1950 în Uniunea Sovietică (Ucraina). Un grup de oameni de știință de la Kiev, condus de Serghei Alekseevich Lebedev, a proiectat o mică mașină electronică de calcul (MESM). Viteza sa a fost de 50 de operații pe secundă, conținea aproximativ 6 mii de tuburi vidate.

În 1952, tehnologia computerelor interne a fost completată cu BESM, o mașină electronică mare de calcul, dezvoltată și sub conducerea lui Lebedev. Acest computer, care efectua până la 10 mii de operații pe secundă, era la acea vreme cel mai rapid din Europa. Informațiile au fost introduse în memoria aparatului folosind bandă de hârtie perforată, iar datele au fost scoase prin imprimare foto.

În aceeași perioadă, în URSS au fost produse o serie de calculatoare mari sub numele general „Strela” (autorul dezvoltării a fost Yuri Yakovlevich Bazilevsky). Din 1954, producția în serie a computerului universal „Ural” a început la Penza sub conducerea lui Bashir Rameev. Cele mai recente modele au fost hardware și software compatibile între ele, a existat o selecție largă de dispozitive periferice, permițându-vă să asamblați mașini de diferite configurații.

Tranzistoare. Lansarea primelor computere seriale

Cu toate acestea, lămpile s-au defectat foarte repede, făcând foarte dificilă lucrarea cu mașina. Tranzistorul, inventat în 1947, a reușit să rezolve această problemă. Folosind proprietățile electrice ale semiconductorilor, a îndeplinit aceleași sarcini ca și tuburile vidate, dar a ocupat mult mai puțin spațiu și nu a consumat atât de multă energie. Odată cu apariția nucleelor ​​de ferită pentru organizarea memoriei computerului, utilizarea tranzistoarelor a făcut posibilă reducerea semnificativă a dimensiunii mașinilor, făcându-le și mai fiabile și mai rapide.

În 1954, compania americană Texas Instruments a început să producă tranzistoare în masă, iar doi ani mai târziu, în Massachusetts, a apărut primul computer de a doua generație construit pe tranzistori, TX-O.

La mijlocul secolului trecut, o parte semnificativă a organizațiilor guvernamentale și a companiilor mari au folosit computere pentru calcule științifice, financiare, de inginerie și pentru a lucra cu cantități mari de date. Treptat, computerele au dobândit caracteristici cunoscute astăzi. În această perioadă au apărut plotere, imprimante și medii de stocare pe discuri magnetice și bandă.

Utilizarea activă a tehnologiei informatice a dus la o extindere a domeniilor de aplicare a acesteia și a impus crearea de noi tehnologii software. Au apărut limbaje de programare la nivel înalt care fac posibilă transferul de programe de la o mașină la alta și simplifică procesul de scriere a codului (Fortran, Cobol și altele). Au apărut programe speciale de traducător care convertesc codul din aceste limbi în comenzi care pot fi percepute direct de mașină.

Apariția circuitelor integrate

În 1958-1960, datorită inginerilor din Statele Unite Robert Noyce și Jack Kilby, lumea a aflat despre existența circuitelor integrate. Tranzistoarele miniaturale și alte componente, uneori până la sute sau mii, au fost montate pe o bază de cristal de siliciu sau germaniu. Cipurile, cu dimensiunea de puțin peste un centimetru, erau mult mai rapide decât tranzistoarele și consumau mult mai puțină energie. Istoria dezvoltării tehnologiei informatice leagă apariția lor cu apariția celei de-a treia generații de calculatoare.

În 1964, IBM a lansat primul computer din familia SYSTEM 360, care se baza pe circuite integrate. Din acest moment se poate număra producția de masă de calculatoare. În total, au fost produse peste 20 de mii de copii ale acestui computer.

În 1972, URSS a dezvoltat computerul ES (serie unificată). Acestea erau complexe standardizate pentru funcționarea centrelor de calcul care aveau un sistem de comandă comun. Sistemul american IBM 360 a fost luat ca bază.

În anul următor, DEC a lansat minicomputerul PDP-8, primul proiect comercial în acest domeniu. Costul relativ scăzut al minicalculatoarelor a făcut posibil ca organizațiile mici să le folosească.

În aceeași perioadă, software-ul a fost îmbunătățit constant. Au fost dezvoltate sisteme de operare menite să susțină un număr maxim de dispozitive externe și au apărut noi programe. În 1964, au dezvoltat BASIC, un limbaj conceput special pentru formarea programatorilor începători. După cinci ani, a apărut Pascal, care s-a dovedit a fi foarte convenabil pentru rezolvarea multor probleme aplicate.

Calculatoare personale

După 1970, a început producția celei de-a patra generații de calculatoare. Dezvoltarea tehnologiei informatice în acest moment se caracterizează prin introducerea unor circuite integrate mari în producția de calculatoare. Astfel de mașini ar putea acum să efectueze mii de milioane de operații de calcul într-o secundă, iar capacitatea lor RAM a crescut la 500 de milioane de biți. O reducere semnificativă a costului microcalculatoarelor a dus la faptul că oportunitatea de a le cumpăra a devenit treptat disponibilă omului obișnuit.

Apple a fost unul dintre primii producători de computere personale. Creatorii săi, Steve Jobs și Steve Wozniak, au conceput primul model de PC în 1976, dându-i numele Apple I. A costat doar 500 de dolari. Un an mai târziu, a fost prezentat următorul model al acestei companii - Apple II.

Computerul de atunci a devenit pentru prima dată asemănător cu un aparat de uz casnic: pe lângă dimensiunile sale compacte, avea un design elegant și o interfață ușor de utilizat. Proliferarea calculatoarelor personale la sfârșitul anilor 1970 a dus la faptul că cererea de calculatoare mainframe a scăzut semnificativ. Acest fapt a îngrijorat serios producătorul lor, IBM, iar în 1979 a lansat primul său PC pe piață.

Doi ani mai târziu, a apărut primul microcomputer al companiei cu o arhitectură deschisă, bazat pe microprocesorul 8088 pe 16 biți fabricat de Intel. Computerul era echipat cu un afișaj monocrom, două unități pentru dischete de cinci inchi și 64 de kiloocteți de memorie RAM. În numele companiei creatoare, Microsoft a dezvoltat special un sistem de operare pentru această mașină. Pe piață au apărut numeroase clone IBM PC, care au stimulat creșterea producției industriale de computere personale.

În 1984, Apple a dezvoltat și lansat un nou computer - Macintosh. Sistemul său de operare era extrem de ușor de utilizat: prezenta comenzile sub formă de imagini grafice și permitea introducerea lor cu ajutorul mouse-ului. Acest lucru a făcut computerul și mai accesibil, deoarece acum nu erau necesare abilități speciale de la utilizator.

Unele surse datează computerele din a cincea generație de tehnologie de calcul în perioada 1992-2013. Pe scurt, conceptul lor principal este formulat astfel: acestea sunt calculatoare create pe baza unor microprocesoare extrem de complexe, având o structură vectorială paralelă, ceea ce face posibilă executarea simultană a zeci de comenzi secvențiale încorporate în program. Mașinile cu câteva sute de procesoare care lucrează în paralel fac posibilă prelucrarea datelor și mai precis și mai rapid, precum și crearea de rețele eficiente.

Dezvoltarea tehnologiei informatice moderne ne permite deja să vorbim despre calculatoare de generația a șasea. Acestea sunt calculatoare electronice și optoelectronice care rulează pe zeci de mii de microprocesoare, caracterizate prin paralelism masiv și modelarea arhitecturii sistemelor biologice neuronale, ceea ce le permite să recunoască cu succes imagini complexe.

După ce am examinat în mod constant toate etapele dezvoltării tehnologiei informatice, trebuie remarcat un fapt interesant: invențiile care s-au dovedit bine în fiecare dintre ele au supraviețuit până în prezent și continuă să fie utilizate cu succes.

Cursuri de informatică

Există diferite opțiuni pentru clasificarea computerelor.

Deci, în funcție de scopul lor, computerele sunt împărțite:

• la cele universale - cele care sunt capabile să rezolve o mare varietate de probleme matematice, economice, de inginerie, tehnice, științifice și de altă natură;
• orientat către probleme - rezolvarea problemelor de direcție mai restrânsă, asociate, de regulă, cu gestionarea anumitor procese (înregistrarea datelor, acumularea și prelucrarea unor cantități mici de informații, efectuarea de calcule în conformitate cu algoritmi simpli). Au resurse software și hardware mai limitate decât primul grup de computere;
• calculatoarele specializate rezolvă de obicei sarcini strict definite. Au o structură foarte specializată și, cu o complexitate relativ scăzută a dispozitivului și a controlului, sunt destul de fiabile și productive în domeniul lor. Acestea sunt, de exemplu, controlere sau adaptoare care controlează o serie de dispozitive, precum și microprocesoare programabile.

Pe baza dimensiunilor și capacității productive, echipamentele electronice moderne de calcul sunt împărțite în:

• la ultra-mari (supercalculatoare);
• calculatoare mari;
• calculatoare mici;
• ultra-mici (microcalculatoare).

Astfel, am văzut că dispozitivele, inventate mai întâi de om pentru a ține cont de resurse și valori, iar apoi pentru a efectua rapid și precis calcule complexe și operațiuni de calcul, se dezvoltau și se perfecționau în mod constant.

Instituția de învățământ municipal școala secundară nr. 3 din districtul Karasuk

Subiect : Istoria dezvoltării tehnologiei informatice.

Compilat de:

Student MOUSOSH Nr 3

Kochetov Egor Pavlovici

Manager și consultant:

Serdiukov Valentin Ivanovici,

profesor de informatică MOUSOSH nr 3

Karasuk 2008

Relevanţă

Introducere

Primii pași în dezvoltarea dispozitivelor de numărare

Aparate de calcul din secolul al XVII-lea

Aparate de calcul din secolul al XVIII-lea

Dispozitive de numărare din secolul al XIX-lea

Dezvoltarea tehnologiei de calcul la începutul secolului al XX-lea

Apariția și dezvoltarea tehnologiei informatice în anii 40 ai secolului XX

Dezvoltarea tehnologiei informatice în anii 50 ai secolului XX

Dezvoltarea tehnologiei informatice în anii 60 ai secolului XX

Dezvoltarea tehnologiei informatice în anii 70 ai secolului XX

Dezvoltarea tehnologiei informatice în anii 80 ai secolului XX

Dezvoltarea tehnologiei informatice în anii 90 ai secolului XX

Rolul tehnologiei informatice în viața umană

Cercetarea mea

Concluzie

Bibliografie

Relevanţă

Matematica și informatica sunt folosite în toate domeniile societății informaționale moderne. Producția modernă, computerizarea societății și introducerea tehnologiilor informaționale moderne necesită competențe și competențe matematice și informaționale. Cu toate acestea, astăzi, cursurile școlare de informatică și TIC oferă adesea o abordare educațională unilaterală care nu permite creșterea adecvată a nivelului de cunoștințe din cauza lipsei logicii matematice necesare stăpânirii complete a materialului. În plus, lipsa de stimulare a potențialului creativ al elevilor are un impact negativ asupra motivației de a învăța și, ca urmare, asupra nivelului final de abilități, cunoștințe și abilități. Cum poți studia o materie fără a-i cunoaște istoria? Acest material poate fi folosit în lecțiile de istorie, matematică și informatică.

În zilele noastre este greu de imaginat că te poți descurca fără computere. Dar nu cu mult timp în urmă, până la începutul anilor ’70, computerele erau disponibile unui cerc foarte restrâns de specialiști, iar utilizarea lor, de regulă, a rămas învăluită în secret și puțin cunoscută publicului larg. Cu toate acestea, în 1971, a avut loc un eveniment care a schimbat radical situația și, cu o viteză fantastică, a transformat computerul într-un instrument de lucru zilnic pentru zeci de milioane de oameni.

Introducere

Oamenii au învățat să numere folosind propriile degete. Când acest lucru nu era suficient, au apărut cele mai simple dispozitive de numărare. ABAK, care s-a răspândit în lumea antică, a ocupat un loc special printre ei. Apoi, după ani de dezvoltare umană, au apărut primele calculatoare electronice (calculatoare). Ei nu numai că au accelerat munca de calcul, dar au și dat un impuls oamenilor pentru a crea noi tehnologii. Cuvântul „calculator” înseamnă „calculator”, adică. dispozitiv de calcul. Necesitatea automatizării procesării datelor, inclusiv a calculelor, a apărut cu mult timp în urmă. În zilele noastre este greu de imaginat că te poți descurca fără computere. Dar nu cu mult timp în urmă, până la începutul anilor ’70, computerele erau disponibile unui cerc foarte restrâns de specialiști, iar utilizarea lor, de regulă, a rămas învăluită în secret și puțin cunoscută publicului larg. Cu toate acestea, în 1971, a avut loc un eveniment care a schimbat radical situația și, cu o viteză fantastică, a transformat computerul într-un instrument de lucru zilnic pentru zeci de milioane de oameni. În acel an fără îndoială semnificativ, compania aproape necunoscută Intel dintr-un orășel american cu frumosul nume de Santa Clara (California) a lansat primul microprocesor. Lui îi datorăm apariția unei noi clase de sisteme de calcul - computerele personale, care sunt acum folosite în mod esențial de toată lumea, de la elevi din școala primară și contabili până la oameni de știință și ingineri. La sfârșitul secolului al XX-lea, este imposibil să ne imaginăm viața fără un computer personal. Computerul a intrat ferm în viața noastră, devenind principalul asistent al omului. Astăzi, în lume există multe computere de la diferite companii, diferite grupuri de complexitate, scopuri și generații. În acest eseu ne vom uita la istoria dezvoltării tehnologiei informatice, precum și o scurtă privire de ansamblu asupra posibilităților de utilizare a sistemelor de calcul moderne și a tendințelor ulterioare în dezvoltarea computerelor personale.

Primii pași în dezvoltarea dispozitivelor de numărare

Istoria dispozitivelor de numărare datează de multe secole. Cel mai vechi instrument de calcul pe care natura însăși l-a pus la dispoziția omului a fost propria lui mână. Pentru a face numărarea mai ușoară, oamenii au început să folosească degetele de la prima mână, apoi ambele, iar în unele triburi, degetele de la picioare. În secolul al XVI-lea, tehnicile de numărare a degetelor erau descrise în manuale.

Următorul pas în dezvoltarea numărării a fost utilizarea pietricelelor sau a altor obiecte și pentru memorarea numerelor - crestături pe oasele animalelor, noduri pe frânghii. Așa-numitul „os Vestonitsa” cu crestături descoperite în săpături le permite istoricilor să presupună că chiar și atunci, 30 de mii de ani î.Hr., strămoșii noștri erau familiarizați cu rudimentele numărării:

Dezvoltarea timpurie a numărării scrise a fost împiedicată de complexitatea operațiilor aritmetice de înmulțire a numerelor care existau în acel moment. În plus, puțini oameni știau să scrie și nu exista material educațional pentru scris - pergamentul a început să fie produs în jurul secolului al II-lea î.Hr., papirusul era prea scump, iar tăblițele de lut erau incomod de utilizat.

Aceste circumstanțe explică apariția unui dispozitiv special de calcul - abacul. Până în secolul al V-lea î.Hr. abacul s-a răspândit în Egipt, Grecia și Roma. Era o placă cu caneluri în care, după principiul pozițional, erau așezate niște obiecte - pietricele, oase.

Un instrument asemănător abacului era cunoscut între toate națiunile. Abacul grecesc antic (scândura sau „scândura Salaminiană” numită după insula Salamina din Marea Egee) era o scândură presărată cu nisip de mare. Pe nisip erau caneluri, pe care numerele erau marcate cu pietricele. Un canal corespundea unităților, celălalt zecilor etc. Dacă s-au adunat mai mult de 10 pietricele în orice canelură la numărare, acestea au fost îndepărtate și a fost adăugată o pietricică în rangul următor.

Romanii au îmbunătățit abacul, trecând de la scânduri de lemn, nisip și pietricele la scânduri de marmură cu șanțuri dăltuite și bile de marmură. Mai târziu, în jurul anului 500 d.Hr., abacul a fost îmbunătățit și s-a născut un abac, un dispozitiv format dintr-un set de articulații înșirate pe tije. Abacul chinezesc suan-pan a constat dintr-un cadru de lemn împărțit în secțiuni superioare și inferioare. Bastoanele corespund coloanelor, iar margelele corespund numerelor. Pentru chinezi, numărarea se baza nu pe zece, ci pe cinci.

Este împărțit în două părți: în partea inferioară sunt 5 semințe pe fiecare rând, în partea superioară sunt două. Astfel, pentru a seta numărul 6 pe aceste abaci, au așezat mai întâi osul corespunzător celor cinci, apoi au adăugat unul la cifra unităților.

Japonezii au numit același dispozitiv pentru numărarea serobianului:

În Rus', multă vreme, s-au numărat după oase puse în grămezi. În jurul secolului al XV-lea, s-a răspândit „abacul din scândură”, care nu era aproape deloc diferit de abacul obișnuit și consta dintr-un cadru cu frânghii orizontale întărite pe care erau înșirate sâmburi de prun sau cireș.

Pe la secolul al VI-lea. ANUNȚ În India s-au format modalități foarte avansate de scriere a numerelor și reguli de efectuare a operațiilor aritmetice, numite acum sistem de numere zecimal.La scrierea unui număr care nu are nicio cifră (de exemplu, 101 sau 1204), indienii spuneau cuvântul „gol. ” în loc de numele numărului. La înregistrare, un punct a fost plasat în locul cifrei „vide”, iar ulterior a fost desenat un cerc. Un astfel de cerc se numea „sunya” - în hindi însemna „spațiu gol”. Matematicienii arabi au tradus acest cuvânt în propria sa limbă - au spus „sifr”. Cuvântul modern „zero” s-a născut relativ recent - mai târziu decât „cifră”. Provine din cuvântul latin „nihil” – „nu”. În jurul anului 850 d.Hr. Omul de știință arab matematician Muhammad ben Musa al-Khorezm (din orașul Khorezm de pe râul Amu Darya) a scris o carte despre regulile generale pentru rezolvarea problemelor aritmetice folosind ecuații. Se numea „Kitab al-Jabr”. Această carte și-a dat numele științei algebrei. O altă carte a lui al-Khwarizmi a jucat un rol foarte important, în care a descris în detaliu aritmetica indiană. Trei sute de ani mai târziu (în 1120) această carte a fost tradusă în latină și a devenit prima un manual de aritmetică „indiană” (adică a noastră modernă) pentru toate orașele europene.

Apariția termenului „algoritm” îi datorăm lui Muhammad ben Musa al-Khorezm.

La sfârșitul secolului al XV-lea, Leonardo da Vinci (1452-1519) a creat o schiță a unui dispozitiv de adăugare pe 13 biți cu inele cu zece dinți. Dar manuscrisele lui da Vinci au fost descoperite abia în 1967, așa că biografia dispozitivelor mecanice vine de la mașina de adăugare a lui Pascal.Pe baza desenelor sale, astăzi o companie americană de producție de calculatoare a construit o mașină de lucru în scop publicitar.

Aparate de calcul din secolul al XVII-lea

În 1614, matematicianul scoțian John Naiper (1550-1617) a inventat tabele logaritmice. Principiul lor este că fiecărui număr îi corespunde un număr special - un logaritm - un exponent la care numărul trebuie ridicat (baza logaritmului) pentru a obține un număr dat. Orice număr poate fi exprimat astfel. Logaritmii fac împărțirea și înmulțirea foarte simple. Pentru a înmulți două numere, adună pur și simplu logaritmii lor. Datorită acestei proprietăți, operația complexă de înmulțire se reduce la o simplă operație de adunare. Pentru a simplifica, au fost compilate tabele de logaritmi, care au fost ulterior încorporate într-un dispozitiv care ar putea accelera semnificativ procesul de calcul - o regulă de calcul.

Napier a propus în 1617 o altă metodă (nelogaritmică) de înmulțire a numerelor. Instrumentul, numit Napier stick (sau articulație), era format din plăci subțiri sau blocuri. Fiecare parte a blocului poartă numere care formează o progresie matematică.

Manipularea blocurilor vă permite să extrageți rădăcini pătrate și cubice, precum și să înmulțiți și să împărțiți numere mari.

Wilhelm Schickard

În 1623, Wilhelm Schickard, orientalist și matematician, profesor la Universitatea din Tyubin, în scrisori către prietenul său Johannes Kepler, a descris proiectarea unui „ceas de numărare” - o mașină de calcul cu un dispozitiv pentru setarea numerelor și rolelor cu un glisor. și o fereastră pentru citirea rezultatului. Această mașină ar putea doar să adună și să scadă (unele surse spun că această mașină ar putea și înmulți și împărți). Aceasta a fost prima mașină mecanică. În timpul nostru, conform descrierii sale, modelul său a fost construit:

Blaise Pascal

În 1642, matematicianul francez Blaise Pascal (1623-1662) a proiectat un dispozitiv de calcul pentru a ușura munca tatălui său, un inspector fiscal. Acest dispozitiv a făcut posibilă adăugarea de numere zecimale. În exterior, arăta ca o cutie cu numeroase roți dințate.

Baza mașinii de adăugare a fost contra-recorderul sau uneltele de numărare. Avea zece proeminențe, fiecare având numere scrise pe ea. Pentru a transmite zeci, pe angrenaj era un dinte alungit, care cuplează și rotea treapta intermediară, care transmitea rotația angrenajului zecilor. Era nevoie de o treaptă de viteză suplimentară pentru a se asigura că ambele viteze de numărare - unu și zeci - se rotesc în aceeași direcție. Mecanismul de numărare a fost conectat la pârghie folosind un mecanism cu clichet (transmite mișcarea înainte și nu transmite mișcarea înapoi). Deformarea pârghiei într-un unghi sau altul a făcut posibilă introducerea numerelor cu o singură cifră în contor și însumarea acestora. În mașina lui Pascal, la toate roțile de numărare a fost atașată o acționare cu clichet, ceea ce a făcut posibilă adăugarea de numere cu mai multe cifre.

În 1642, britanicul Robert Bissacar și în 1657 - independent - S. Partridge au dezvoltat o rigură de calcul dreptunghiulară, al cărei design a supraviețuit în mare măsură până în zilele noastre.

În 1673, filozoful, matematicianul, fizicianul german Gottfried Wilhelm Leibniz (Gottfried Wilhelm Leibniz, 1646-1716) a creat un „calculator în etape” - o mașină de calcul care vă permite să adunați, scădeți, înmulțiți, împărțiți, extrageți rădăcini pătrate, folosind sistem de numere binar.

Era un dispozitiv mai avansat care folosea o piesă mobilă (un prototip de cărucior) și un mâner cu care operatorul rotea roata. Produsul lui Leibniz a suferit soarta tristă a predecesorilor săi: dacă cineva l-a folosit, a fost doar familia lui Leibniz și prietenii familiei sale, deoarece încă nu venise vremea cererii în masă pentru astfel de mecanisme.

Mașina a fost prototipul mașinii de adăugare, folosită din 1820 până în anii 60 ai secolului XX.

Aparate de calcul din secolul al XVIII-lea.

În 1700, Charles Perrault a publicat „A Collection of a Large Number of Machines of Claude Perrault’s Own Invention”, în care printre invențiile lui Claude Perrault (fratele lui Charles Perrault) se numără o mașină de adăugare în care sunt folosite rafturi de viteze în loc de angrenaje. Aparatul a fost numit „Abacul rabdologic”. Acest dispozitiv a fost numit astfel pentru că anticii numeau abacul o tablă mică pe care sunt scrise numere, iar rabdologie - știința performanței.

operatii aritmetice folosind bastoane mici cu numere.

În 1703, Gottfried Wilhelm Leibniz a scris un tratat „Expication de l"Arithmetique Binary" - despre utilizarea sistemului de numere binare în calculatoare. Primele sale lucrări despre aritmetica binară datează din 1679.

Membru al Societății Regale din Londra, matematicianul, fizicianul și astronomul german Christian Ludwig Gersten a inventat o mașină de aritmetică în 1723, iar doi ani mai târziu a fabricat-o. Mașina Gersten este remarcabilă prin faptul că este prima care folosește un dispozitiv pentru calcularea coeficientului și a numărului de operații succesive de adunare necesare la înmulțirea numerelor și oferă, de asemenea, capacitatea de a controla corectitudinea introducerii (setarea) celui de-al doilea adunat, care reduce probabilitatea erorii subiective asociate cu oboseala calculatorului.

În 1727, Jacob Leupold a creat o mașină de calcul care folosea principiul mașinii Leibniz.

În raportul comisiei Academiei de Științe din Paris, publicat în 1751 în Journal of Scientists, există rânduri remarcabile: „Rezultatele metodei domnului Pereira pe care le-am văzut sunt destul de suficiente pentru a confirma încă o dată opinia... că această metodă de predare a surdo-muților este extrem de practică și că persoana care a folosit-o cu atât de mult succes este demnă de laudă și încurajare... Vorbind despre progresele pe care le-a făcut elevul domnului Pereira într-un timp foarte scurt în cunoștințe despre numere, trebuie să adăugăm că domnul Pereira a folosit motorul aritmetic, pe care l-a inventat el însuși”. Această mașină de aritmetică este descrisă în „Journal of Scientists”, dar, din păcate, jurnalul nu conține desene. Această mașină de calcul a folosit câteva idei împrumutate de la Pascal și Perrault, dar în general a fost un design complet original. Se deosebea de mașinile cunoscute prin faptul că roțile sale de numărare nu erau amplasate pe axe paralele, ci pe o singură axă care trecea prin întreaga mașină. Această inovație, care a făcut designul mai compact, a fost ulterior utilizată pe scară largă de către alți inventatori - Felt și Odner.

În a doua jumătate a secolului al XVII-lea (nu mai târziu de 1770), în orașul Nesvizh a fost creată o mașină de însumare. Inscripția de pe această mașină afirmă că a fost „inventată și fabricată de evreica Evna Jacobson, un ceasornicar și mecanic din orașul Nesvizh din Lituania,” „Voievodatul Minsk”. Această mașină se află în prezent în colecția de instrumente științifice a Muzeului M.V. Lomonosov (Sankt Petersburg). O caracteristică interesantă a mașinii Jacobson a fost un dispozitiv special care a făcut posibilă numărarea automată a numărului de scăderi efectuate, cu alte cuvinte, pentru a determina coeficientul. Prezența acestui dispozitiv, o problemă ingenios rezolvată de introducere a numerelor, capacitatea de a înregistra rezultate intermediare - toate acestea ne permit să considerăm „ceasornicarul din Nesvizh” un proiectant remarcabil de echipamente de calcul.

În 1774, pastorul rural Philip Matthaos Hahn a dezvoltat prima mașină de calcul funcțională. A reușit să construiască și, cel mai incredibil, să vândă un număr mic de mașini de calculat.

În 1775, în Anglia, contele Steinhope a creat un dispozitiv de calcul în care nu erau implementate noi sisteme mecanice, dar acest dispozitiv era mai fiabil în funcționare.

Aparate de calcul din secolul al XIX-lea.

În 1804, inventatorul francez Joseph-Marie Jacquard (1752-1834) a găsit o modalitate de a controla automat firul atunci când lucrează la un războaie de țesut. Metoda a constat în utilizarea cardurilor speciale cu găuri găurite în locurile potrivite (în funcție de modelul care trebuia aplicat pe țesătură). Astfel, a proiectat o mașină de filat, a cărei funcționare putea fi programată folosind carduri speciale. Funcționarea mașinii a fost programată folosind un pachet întreg de cărți perforate, fiecare controlând o lovitură a navetei. Când trece la un nou desen, operatorul a înlocuit pur și simplu un pachet de cărți perforate cu altul. Crearea unui războaie controlat de carduri cu găuri perforate pe ele și conectate între ele sub formă de bandă este una dintre descoperirile cheie care au determinat dezvoltarea ulterioară a tehnologiei informatice.

Charles Xavier Thomas

Charles Xavier Thomas (1785-1870) în 1820 a creat primul calculator mecanic care nu putea doar să adună și să înmulțească, ci și să scadă și să împartă. Dezvoltarea rapidă a calculatoarelor mecanice a dus la adăugarea unui număr de funcții utile până în 1890: stocarea rezultatelor intermediare și utilizarea lor în operațiunile ulterioare, tipărirea rezultatului etc. Crearea unor mașini ieftine și fiabile a făcut posibilă utilizarea acestor mașini în scopuri comerciale și calcule științifice.

Charles Babbage

În 1822 Matematicianul englez Charles Babbage (1792-1871) a propus ideea de a crea o mașină de calcul controlată de program cu un dispozitiv aritmetic, dispozitiv de control, intrare și imprimare.

Prima mașină proiectată de Babbage, Difference Engine, era alimentată de un motor cu abur. Ea a calculat tabele de logaritmi folosind metoda diferențierii constante și a înregistrat rezultatele pe o placă de metal. Modelul de lucru pe care l-a creat în 1822 a fost un calculator cu șase cifre capabil să efectueze calcule și să imprime tabele numerice.

Ada Lovelace

Lady Ada Lovelace (Ada Byron, Contesa de Lovelace, 1815-1852) a lucrat simultan cu omul de știință englez. Ea a dezvoltat primele programe pentru mașină, a prezentat multe idei și a introdus o serie de concepte și termeni care au supraviețuit până în zilele noastre.

Motorul analitic al lui Babbage a fost construit de entuziaști de la Muzeul Științei din Londra. Este format din patru mii de piese de fier, bronz și oțel și cântărește trei tone. Adevărat, este foarte dificil de utilizat - cu fiecare calcul trebuie să rotiți mânerul mașinii de câteva sute (sau chiar de mii) de ori.

Numerele sunt scrise (dactilografiate) pe discuri dispuse vertical si setate pe pozitiile de la 0 la 9. Motorul este actionat de o succesiune de carduri perforate care contin instructiuni (program).

Primul telegraf

Primul telegraf electric a fost creat în 1937 de către inventatorii englezi William Cook (1806-1879) și Charles Wheatstone (1802-1875). Un curent electric a fost trimis prin fire către receptor. Semnalele activau săgețile de pe receptor, care indicau diferite litere și, astfel, transmiteau mesaje.

Artistul american Samuel Morse (1791-1872) a inventat un nou cod telegrafic care a înlocuit codul Cook și Wheatstone. El a dezvoltat puncte și liniuțe pentru fiecare literă. Morse a organizat o demonstrație a codului său prin întinderea unui cablu telegrafic de 6 km de la Baltimore la Washington și transmiterea știrilor despre alegerile prezidențiale.

Mai târziu (în 1858), Charles Wheatstone a creat un sistem în care un operator, folosind codul Morse, tasta mesajele pe o bandă lungă de hârtie care se introduce într-o mașină de telegraf. La celălalt capăt al liniei, reportofonul tasta mesajul primit pe o altă bandă de hârtie. Productivitatea operatorilor de telegrafie crește de zece ori - mesajele sunt acum trimise cu o viteză de o sută de cuvinte pe minut.

În 1846, a apărut calculatorul Kummer, care a fost produs în masă timp de mai bine de 100 de ani - până în anii șaptezeci ai secolului XX. Calculatoarele au devenit acum un atribut integral al vieții moderne. Dar când nu existau calculatoare, a fost folosit calculatorul Kummer, care, la pofta designerilor, s-a transformat ulterior în „Addiator”, „Produse”, „Riglă aritmetică” sau „Progres”. Acest minunat dispozitiv, creat la mijlocul secolului al XIX-lea, conform producătorului său, ar putea fi făcut de dimensiunea unei cărți de joc și, prin urmare, ar putea încăpea cu ușurință într-un buzunar. Dispozitivul lui Kummer, un profesor de muzică din Sankt Petersburg, s-a remarcat printre cele inventate anterior pentru portabilitatea sa, care a devenit cel mai important avantaj al său. Invenția lui Kummer arăta ca o placă dreptunghiulară cu șipci figurate. Adunarea și scăderea au fost efectuate prin cea mai simplă mișcare a lamelelor. Este interesant că calculatorul lui Kummer, prezentat în 1946 Academiei de Științe din Sankt Petersburg, era axat pe calcule monetare.

În Rusia, pe lângă dispozitivul Slonimsky și modificările numărătorului Kummer, așa-numitele bare de numărare, inventate în 1881 de omul de știință Ioffe, au fost destul de populare.

George Boole

În 1847, matematicianul englez George Boole (1815-1864) a publicat lucrarea „Analiza matematică a logicii”. Așa a apărut o nouă ramură a matematicii. Se numea algebră booleană. Fiecare valoare din ea poate lua doar una dintre cele două valori: adevărat sau fals, 1 sau 0. Această algebră a fost foarte utilă creatorilor calculatoarelor moderne. La urma urmei, computerul înțelege doar două simboluri: 0 și 1. El este considerat fondatorul logicii matematice moderne.

1855 Frații George și Edvard Scheutz din Stockholm au construit primul computer mecanic folosind opera lui Ch. Babbage.

În 1867, Bunyakovsky a inventat autocalculatoare, care se bazau pe principiul roților digitale conectate (angrenajul lui Pascal).

În 1878, savantul englez Joseph Swan (1828-1914) a inventat becul electric. Era un balon de sticlă cu un filament de carbon înăuntru. Pentru a preveni arderea firului, Swan a scos aerul din balon.

În anul următor, inventatorul american Thomas Edison (1847-1931) a inventat și becul. În 1880, Edison a început să producă becuri de siguranță, vândundu-le cu 2,50 USD. Ulterior, Edison și Swan au creat o companie comună, Edison și Swan United Electric Light Company.

În 1883, în timp ce experimenta cu o lampă, Edison a introdus un electrod de platină într-un cilindru de vid, a aplicat tensiune și, spre surprinderea sa, a descoperit că curentul curgea între electrod și filamentul de carbon. Întrucât în ​​acel moment scopul principal al lui Edison era să prelungească durata de viață a lămpii cu incandescență, acest rezultat l-a interesat puțin, dar întreprinzătorul american a primit în continuare un brevet. Fenomenul cunoscut de noi ca emisie termoionică a fost numit atunci „efectul Edison” și a fost uitat de ceva timp.

Vilgodt Teofilovich Odner

În 1880 Vilgodt Teofilovich Odner, un suedez de naționalitate, care locuia în Sankt Petersburg, a proiectat o mașină de adăugare. Trebuie să recunoaștem că înainte de Odner existau și mașini de adăugare - sistemele lui K. Thomas. Cu toate acestea, erau nesigure, mari ca dimensiuni și incomod de operat.

A început să lucreze la mașina de adăugare în 1874, iar în 1890 a început producția în masă a acestora. Modificarea lor „Felix” a fost produsă până în anii 50. Principala caracteristică a creației lui Odhner este utilizarea roților dințate cu un număr variabil de dinți (această roată poartă numele lui Odhner) în locul rolelor în trepte ale lui Leibniz. Este structural mai simplu decât o rolă și are dimensiuni mai mici.

Herman Hollerith

În 1884, inginerul american Herman Hillerith (1860-1929) a obținut un brevet „pentru o mașină de recensământ” (tabulator statistic). Invenția a inclus un card perforat și o mașină de sortat. Cartea perforată a lui Hollerith s-a dovedit a fi atât de reușită încât a existat până în prezent fără cele mai mici modificări.

Ideea de a pune date pe carduri perforate și apoi de a le citi și procesa automat i-a aparținut lui John Billings, iar soluția sa tehnică a aparținut lui Herman Hollerith.

Tabulatorul accepta carduri de mărimea unei bancnote de un dolar. Pe cărți erau 240 de poziții (12 rânduri de 20 de poziții). La citirea informațiilor de pe cărți perforate, 240 de ace au străpuns aceste cărți. Acolo unde acul a intrat în gaură, a închis un contact electric, în urma căruia valoarea din contorul corespunzător a crescut cu unu.

Dezvoltarea tehnologiei informatice

la începutul secolului al XX-lea

1904 Renumitul matematician rus, constructor de nave, academician A.N. Krylov a propus proiectarea unei mașini pentru integrarea ecuațiilor diferențiale obișnuite, care a fost construită în 1912.

Fizicianul englez John Ambrose Fleming (1849-1945), studiind „efectul Edison”, creează o diodă. Diodele sunt folosite pentru a converti undele radio în semnale electrice care pot fi transmise pe distanțe lungi.

Doi ani mai târziu, prin eforturile inventatorului american Lee di Forest, au apărut triode.

1907 Inginerul american J. Power a proiectat un perforator automat pentru carduri.

Omul de știință din Sankt Petersburg, Boris Rosing, solicită un brevet pentru un tub catodic ca receptor de date.

1918 Omul de știință rus M.A. Bonch-Bruevich și oamenii de știință englezi V. Iccles și F. Jordan (1919) au creat în mod independent un dispozitiv electronic, numit de britanici declanșator, care a jucat un rol important în dezvoltarea tehnologiei informatice.

În 1930, Vannevar Bush (1890-1974) proiectează un analizor diferenţial. De fapt, aceasta este prima încercare reușită de a crea un computer capabil să efectueze calcule științifice greoaie. Rolul lui Bush în istoria tehnologiei informatice este foarte mare, dar numele său apare cel mai adesea în legătură cu articolul profetic „As We May Think” (1945), în care descrie conceptul de hipertext.

Konrad Zuse a creat computerul Z1, care avea o tastatură pentru introducerea condițiilor de problemă. După finalizarea calculelor, rezultatul a fost afișat pe un panou cu multe lumini mici. Suprafața totală ocupată de utilaj a fost de 4 mp.

Konrad Zuse a brevetat o metodă de calcul automat.

Pentru următorul model Z2, K. Zuse a venit cu un dispozitiv de intrare foarte ingenios și ieftin: Zuse a început să codifice instrucțiuni pentru mașină prin perforarea filmului fotografic de 35 mm uzat.

În 1838 Matematicianul și inginerul american Claude Shannon și omul de știință rus V.I. Shestakov au arătat în 1941 posibilitatea unui aparat logic matematic pentru sinteza și analiza sistemelor de comutare cu releu.

În 1938, compania de telefonie Bell Laboratories a creat primul sumator binar (un circuit electric care efectuează adăugarea binară) - una dintre componentele principale ale oricărui computer. Autorul ideii a fost George Stibits, care a experimentat cu algebra booleană și diverse părți - relee vechi, baterii, becuri și cablaje. Până în 1940, s-a născut o mașină care putea efectua patru operații aritmetice pe numere complexe.

Aspectul și

în anii 40 ai secolului XX.

În 1941, inginerul IBM B. Phelps a început să lucreze la crearea de contoare electronice zecimale pentru tabulatoare, iar în 1942 a creat un model experimental al unui dispozitiv electronic de multiplicare. În 1941, Konrad Zuse a construit primul computer binar cu releu operațional controlat de program din lume, Z3.

Concomitent cu construirea ENIAC, tot în secret, a fost creat un calculator în Marea Britanie. Secretul era necesar deoarece se proiecta un dispozitiv pentru a descifra codurile folosite de forțele armate germane în timpul celui de-al Doilea Război Mondial. Metoda de decriptare matematică a fost dezvoltată de un grup de matematicieni, inclusiv Alan Turing. În 1943, mașina Colossus a fost construită la Londra folosind 1.500 de tuburi vidate. Dezvoltatorii mașinii sunt M. Newman și T. F. Flowers.

Deși atât ENIAC, cât și Colossus au funcționat pe tuburi vidate, în esență au copiat mașini electromecanice: conținut nou (electronica) a fost stors într-o formă veche (structura mașinilor pre-electronice).

În 1937, matematicianul de la Harvard Howard Aiken a propus un proiect pentru a crea o mașină de calcul mare. Lucrarea a fost sponsorizată de președintele IBM Thomas Watson, care a investit 500 de mii de dolari în ea. Proiectarea lui Mark-1 a început în 1939; computerul a fost construit de compania din New York IBM. Calculatorul conținea aproximativ 750 de mii de piese, 3304 relee și peste 800 km de fire.

În 1944, mașina finită a fost transferată oficial la Universitatea Harvard.

În 1944, inginerul american John Presper Eckert a prezentat pentru prima dată conceptul de program stocat în memoria computerului.

Aiken, care avea resursele intelectuale de la Harvard și o mașină Mark-1 capabilă, a primit mai multe comenzi de la armată. Așa că următorul model, Mark-2, a fost comandat de către Direcția de Arme a Marinei SUA. Proiectarea a început în 1945, iar construcția s-a încheiat în 1947. Mark-2 a fost prima mașină multitasking - mai multe autobuze făceau posibilă transmiterea simultană a mai multor numere dintr-o parte a computerului în alta.

În 1948, Serghei Aleksandrovich Lebedev (1990-1974) și B.I. Rameev au propus primul proiect al unui computer electronic digital intern. Sub conducerea academicianului Lebedev S.A. și Glushkova V.M. sunt dezvoltate calculatoare domestice: mai întâi MESM - mașină electronică de calcul mică (1951, Kiev), apoi BESM - mașină de calcul electronică de mare viteză (1952, Moscova). În paralel cu ei, au fost create Strela, Ural, Minsk, Hrazdan și Nairi.

În 1949 A fost pusă în funcțiune o mașină de programe stocate în limba engleză, EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer), proiectată de Maurice Wilkes de la Universitatea din Cambridge. Calculatorul EDSAC conținea 3.000 de tuburi vid și era de șase ori mai productiv decât predecesorii săi. Maurice Wilkis a introdus un sistem de mnemonică pentru instrucțiunile mașinii numit limbaj de asamblare.

În 1949 John Mauchly a creat primul interpret de limbaj de programare numit „Short Order Code”.

Dezvoltarea tehnologiei informatice

în anii 50 ai secolului XX.

În 1951, s-au finalizat lucrările la crearea UNIVAC (Universal Automatic Computer). Primul exemplu de mașină UNIVAC-1 a fost construit pentru Biroul de Recensământ al SUA. Calculatorul sincron, secvenţial UNIVAC-1 a fost creat pe baza calculatoarelor ENIAC şi EDVAC, a funcţionat cu o frecvenţă de ceas de 2,25 MHz şi conţinea aproximativ 5000 de tuburi vid. Dispozitivul de stocare intern, cu o capacitate de 1000 de numere zecimale pe doisprezece biți, a fost realizat pe 100 de linii de întârziere de mercur.

Acest calculator este interesant pentru că a vizat producția relativ în masă fără modificarea arhitecturii și s-a acordat o atenție deosebită părții periferice (facilități de intrare-ieșire).

Memorie cu miez magnetic patentat de Jay Forrester. Pentru prima dată o astfel de memorie a fost folosită pe mașina Whirlwind-1. Acesta a constat din două cuburi cu 32x32x17 nuclee, care asigurau stocarea a 2048 de cuvinte pentru numere binare de 16 biți cu un bit de paritate.

Această mașină a fost prima care a folosit o magistrală universală nespecializată (relațiile dintre diversele dispozitive informatice devin flexibile) și au fost folosite două dispozitive ca sisteme de intrare-ieșire: un tub catodic Williams și o mașină de scris cu bandă de hârtie perforată (flexowriter).

„Tradis”, lansat în 1955. - primul computer cu tranzistori de la Bell Telephone Laboratories - conținea 800 de tranzistori, fiecare dintre acestea fiind închis într-o carcasă separată.

În 1957 În modelul IBM 350 RAMAC, a apărut pentru prima dată memoria de disc (discuri din aluminiu magnetizate cu diametrul de 61 cm).

G. Simon, A. Newell, J. Shaw au creat GPS - un solutor universal de probleme.

În 1958 Jack Kilby de la Texas Instruments și Robert Noyce de la Fairchild Semiconductor inventează în mod independent circuitul integrat.

1955-1959 Oamenii de știință ruși A.A. Lyapunov, S.S. Kamynin, E.Z. Lyubimsky, A.P. Ershov, L.N. Korolev, V.M. Kurochkin, M.R. Shura-Bura și alții au creat „programe de programare” - prototipuri de traducători. V.V. Martynyuk a creat un sistem de codare simbolică - un mijloc de accelerare a dezvoltării și depanării programelor.

1955-1959 S-au pus bazele teoriei programării (A.A. Lyapunov, Yu.I. Yanov, A.A. Markov, L.A. Kaluzhin) și metodelor numerice (V.M. Glushkov, A.A. Samarsky, A.N. Tikhonov). Sunt modelate scheme ale mecanismului gândirii și proceselor genetice, algoritmi pentru diagnosticarea bolilor medicale (A.A. Lyapunov, B.V. Gnedenko, N.M. Amosov, A.G. Ivakhnenko, V.A. Kovalevsky etc.).

1959 Sub conducerea S.A. Lebedev a creat mașina BESM-2 cu o productivitate de 10 mii de operațiuni/s. Utilizarea sa este asociată cu calculele lansărilor de rachete spațiale și primii sateliți artificiali ai Pământului din lume.

1959 A fost creată mașina M-20, proiectant șef S.A. Lebedev. Pentru vremea lui, una dintre cele mai rapide din lume (20 mii operațiuni/s). Această mașină a fost folosită pentru a rezolva majoritatea problemelor teoretice și aplicate legate de dezvoltarea celor mai avansate domenii ale științei și tehnologiei din acea vreme. Pe baza M-20, a fost creat multiprocesorul unic M-40 - cel mai rapid computer din lume din acel moment (40 de mii de operații/sec.). M-20 a fost înlocuit cu semiconductorul BESM-4 și M-220 (200 mii operațiuni/s).

Dezvoltarea tehnologiei informatice

în anii 60 ai secolului XX.

În 1960, pentru o scurtă perioadă de timp, grupul CADASYL (Conference on Data System Languages), condus de Joy Wegstein și cu sprijinul IBM, a dezvoltat un limbaj de programare pentru afaceri standardizat, COBOL (Common business oriented language). Acest limbaj este axat pe rezolvarea problemelor economice, sau mai exact, pe prelucrarea informatiilor.

În același an, J. Schwartz și alții de la compania System Development au dezvoltat limbajul de programare Jovial. Numele provine de la Jule's Own Version of International Algorithmic Language.Procedural Java, versiunea Algol-58. Folosit în principal pentru aplicații militare de către US Air Force.

IBM a dezvoltat un sistem de calcul puternic numit Stretch (IBM 7030).

1961 IBM Deutschland a implementat conectarea unui computer la o linie telefonică folosind un modem.

De asemenea, profesorul american John McCartney a dezvoltat limbajul LISP (List procssing language).

J. Gordon, șeful dezvoltării sistemelor de simulare la IBM, a creat limbajul GPSS (General Purpose Simulation System).

Angajații Universității din Manchester sub conducerea lui T. Kilburn au creat computerul Atlas, care a implementat pentru prima dată conceptul de memorie virtuală. Primul minicomputer (PDP-1) a apărut înainte de 1971, momentul creării primului microprocesor (Intel 4004).

În 1962, R. Griswold a dezvoltat limbajul de programare SNOBOL, axat pe procesarea șirurilor.

Steve Russell a dezvoltat primul joc pe calculator. Ce fel de joc a fost, din păcate, nu se știe.

E.V.Evreinov și Yu.Kosarev au propus un model al unei echipe de calculatoare și au fundamentat posibilitatea construirii supercalculatoarelor pe principiile executării în paralel a operațiilor, structura logică variabilă și omogenitatea structurală.

IBM a lansat primele dispozitive de memorie externă cu discuri amovibile.

Kenneth E. Iverson (IBM) a publicat o carte numită „A Programming Language” (APL). Inițial, acest limbaj a servit ca notație pentru scrierea algoritmilor. Prima implementare a APL/360 a fost în 1966 de către Adin Falkoff (Harvard, IBM). Există versiuni de interpreți pentru PC. Datorită dificultății de a citi programele submarinelor nucleare, este uneori numit „Chinese BASIC”. De fapt, este un limbaj procedural, foarte compact, de nivel ultra-înalt. Necesită o tastatură specială. Dezvoltare ulterioară – ​​APL2.

1963 A fost aprobat codul standard american pentru schimbul de informații - ASCII (American Standard Code Information Interchange).

General Electric a creat primul DBMS comercial (sistem de management al bazelor de date).

1964 U. Dahl și K. Nygort au creat limbajul de modelare SIMULA-1.

În 1967 sub conducerea lui S.A. Lebedev și V.M. Melnikov, la ITM și VT a fost creată o mașină de calcul de mare viteză BESM-6.

A fost urmat de „Elbrus” – un nou tip de computer cu o productivitate de 10 milioane de operațiuni/s.

Dezvoltarea tehnologiei informatice

în anii 70 ai secolului XX.

În 1970 Charles Murr, un angajat al Observatorului Național de Astronomie Radio, a creat limbajul de programare FORT.

Denis Ritchie și Kenneth Thomson lansează prima versiune a Unix.

Dr. Codd publică prima lucrare despre modelul de date relaționale.

În 1971 Intel (SUA) a creat primul microprocesor (MP) - un dispozitiv logic programabil realizat folosind tehnologia VLSI.

Procesorul 4004 era pe 4 biți și putea efectua 60 de mii de operații pe secundă.

1974 Intel a dezvoltat primul microprocesor universal pe opt biți, 8080, cu 4500 de tranzistori. Edward Roberts de la MITS a construit primul computer personal, Altair, pe un nou cip de la Intel, 8080. Altair s-a dovedit a fi primul PC produs în masă, marcând în esență începutul unei întregi industrii. Setul includea un procesor, un modul de memorie de 256 de octeți, o magistrală de sistem și alte câteva lucruri mici.

Tânărul programator Paul Allen și studentul de la Universitatea Harvard Bill Gates au implementat limbajul BASIC pentru Altair. Ulterior, au fondat Microsoft, care este astăzi cel mai mare producător de software.

Dezvoltarea tehnologiei informatice

în anii 80 ai secolului XX.

1981 Compaq a lansat primul laptop.

Niklaus Wirth a dezvoltat limbajul de programare MODULA-2.

A fost creat primul computer portabil - Osborne-1, cu o greutate de aproximativ 12 kg. În ciuda unui început destul de reușit, compania a dat faliment doi ani mai târziu.

1981 IBM a lansat primul computer personal, IBM PC, bazat pe microprocesorul 8088.

1982 Intel a lansat microprocesorul 80286.

Compania americană de producție de calculatoare IBM, care a ocupat anterior o poziție de lider în producția de computere mari, a început să producă computere personale profesionale IBM PC cu sistemul de operare MS DOS.

Sun a început să producă primele stații de lucru.

Lotus Development Corp. a lansat foaia de calcul Lotus 1-2-3.

Compania engleză Inmos, bazată pe ideile profesorului de la Universitatea Oxford, Tony Hoare, despre „procesele secvențiale care interacționează” și pe conceptul limbajului de programare experimental David May, a creat limbajul OCCAM.

1985 Intel a lansat un microprocesor 80386 pe 32 de biți, format din 250 de mii de tranzistori.

Seymour Cray a creat supercalculatorul CRAY-2 cu o capacitate de 1 miliard de operațiuni pe secundă.

Microsoft a lansat prima versiune a mediului de operare grafic Windows.

Apariția unui nou limbaj de programare, C++.

Dezvoltarea tehnologiei informatice

în anii 90 ai secolului XX.

1990 Microsoft a lansat Windows 3.0.

Tim Berners-Lee a dezvoltat limbajul HTML (Hypertext Markup Language; formatul principal al documentelor Web) și prototipul World Wide Web.

Cray a lansat supercomputerul Cray Y-MP C90 cu 16 procesoare și o viteză de 16 Gflops.

1991 Microsoft a lansat Windows 3.1.

Format grafic JPEG dezvoltat

Philip Zimmerman a inventat PGP, un sistem de criptare a mesajelor cu cheie publică.

1992 A apărut primul sistem de operare gratuit cu capacități mari - Linux. Studentul finlandez Linus Torvalds (autorul acestui sistem) a decis să experimenteze cu comenzile procesorului Intel 386 și a postat ceea ce a obținut pe Internet. Sute de programatori din întreaga lume au început să adauge și să reproceseze programul. A evoluat într-un sistem de operare complet funcțional. Istoria tace despre cine a decis să-l numească Linux, dar cum a apărut acest nume este destul de clar. „Linu” sau „Lin” în numele creatorului și „x” sau „ux” - din UNIX, deoarece noul sistem de operare era foarte asemănător cu acesta, doar că acum funcționa pe computere cu arhitectură x86.

DEC a introdus primul procesor RISC Alpha pe 64 de biți.

1993 Intel a lansat un microprocesor Pentium pe 64 de biți, care consta din 3,1 milioane de tranzistori și putea efectua 112 milioane de operații pe secundă.

A apărut formatul de compresie video MPEG.

1994 Începutul lansării de către Power Mac a seriei Apple Computers - Power PC.

1995 DEC a anunțat lansarea a cinci noi modele de computere personale Celebris XL.

NEC a anunțat finalizarea dezvoltării primului cip din lume cu o capacitate de memorie de 1 GB.

A apărut sistemul de operare Windows 95.

SUN a introdus limbajul de programare Java.

A apărut formatul RealAudio - o alternativă la MPEG.

1996 Microsoft a lansat Internet Explorer 3.0, un concurent destul de serios al Netscape Navigator.

1997 Apple a lansat sistemul de operare Macintosh OS 8.

Concluzie

Computerul personal a intrat rapid în viața noastră. Cu doar câțiva ani în urmă, era rar să vezi un fel de computer personal - ele existau, dar erau foarte scumpe și nici măcar fiecare companie nu putea avea un computer în biroul lor. Acum, fiecare a treia casă are un computer, care a devenit deja profund încorporat în viața umană.

Calculatoarele moderne reprezintă una dintre cele mai semnificative realizări ale gândirii umane, a cărei influență asupra dezvoltării progresului științific și tehnologic poate fi cu greu supraestimată. Domeniul de aplicare al aplicațiilor informatice este enorm și este în continuă expansiune.

Cercetarea mea

Numărul de calculatoare deținute de elevi la școală în 2007.

	Numarul studentilor	Aveți computere	Procent din cantitatea totală

Numărul de calculatoare deținute de elevi la școală în 2008.

	Numarul studentilor	Aveți computere	Procent din cantitatea totală

Creșterea numărului de calculatoare în rândul studenților:

Creșterea computerelor în școală

Concluzie

Din păcate, este imposibil să acoperim întreaga istorie a computerelor în cadrul unui rezumat. Am putea vorbi mult timp despre cum în orășelul Palo Alto (California) de la centrul de cercetare Xerox PARK, crema programatorilor de atunci s-a adunat pentru a dezvolta concepte revoluționare care au schimbat radical imaginea mașinilor și a deschide calea. pentru calculatoare sfârşitul secolului al XX-lea. Ca un școlar talentat, Bill Gates și prietenul său Paul Allen l-au cunoscut pe Ed Robertson și au creat uimitor limbajul BASIC pentru computerul Altair, care a făcut posibilă dezvoltarea unor programe de aplicație pentru acesta. Pe măsură ce aspectul computerului personal s-a schimbat treptat, au apărut un monitor și o tastatură, o unitate de dischetă, așa-numitele dischete și apoi un hard disk. O imprimantă și un mouse au devenit accesorii integrale. S-ar putea vorbi despre războiul invizibil de pe piețele de calculatoare pentru dreptul de a stabili standarde între imensa corporație IBM și tânărul Apple, care a îndrăznit să concureze cu ea, forțând întreaga lume să decidă care este mai bun, Macintosh sau PC? Și despre multe alte lucruri interesante care s-au întâmplat destul de recent, dar au devenit deja istorie.

Pentru mulți, o lume fără computer este o istorie îndepărtată, cam la fel de îndepărtată precum descoperirea Americii sau Revoluția din octombrie. Dar de fiecare dată când porniți computerul, este imposibil să nu mai fiți uimit de geniul uman care a creat acest miracol.

Calculatoarele personale IBM compatibile cu PC-uri moderne sunt cel mai utilizat tip de computer, puterea lor este în continuă creștere, iar domeniul lor de aplicare se extinde. Aceste computere pot fi conectate în rețea, permițând zecilor sau sutelor de utilizatori să facă schimb de informații cu ușurință și să acceseze simultan baze de date. Poșta electronică permite utilizatorilor de computere să trimită mesaje text și fax către alte orașe și țări folosind rețeaua telefonică obișnuită și să preia informații de la bănci mari de date. Sistemul global de comunicații electronice Internet oferă o oportunitate cu costuri extrem de reduse de a primi rapid informații din toate colțurile globului, oferă capabilități de comunicare vocală și fax și facilitează crearea de rețele de transmisie a informațiilor intracorporate pentru companiile cu filiale în diferite orașe și țări. Cu toate acestea, capacitățile computerelor personale compatibile IBM PC pentru procesarea informațiilor sunt încă limitate, iar utilizarea lor nu este justificată în toate situațiile.

Pentru a înțelege istoria tehnologiei computerelor, rezumatul revizuit are cel puțin două aspecte: în primul rând, toate activitățile legate de calculul automat înainte de crearea computerului ENIAC erau considerate ca preistorie; în al doilea rând, dezvoltarea tehnologiei informatice este definită numai în ceea ce privește tehnologia hardware și circuitele cu microprocesor.

Bibliografie:

1. Guk M. „IBM PC Hardware” - Sankt Petersburg: „Peter”, 1997.

2. Ozertsovsky S. „Microprocesoare Intel: de la 4004 la Pentium Pro”, revista Computer Week #41 –

3. Figurnov V.E. „PC IBM pentru utilizator” - M.: „Infra-M”, 1995.

4. Figurnov V.E. „PC IBM pentru utilizator. Curs scurt" - M.: 1999.

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

Știați, Ce este un experiment de gândire, experiment gedanken?
Aceasta este o practică inexistentă, o experiență de altă lume, o imaginație a ceva care nu există de fapt. Experimentele gândirii sunt ca niște vise trezite. Ei dau naștere monștrilor. Spre deosebire de un experiment fizic, care este un test experimental de ipoteze, un „experiment de gândire” înlocuiește în mod magic testarea experimentală cu concluziile dorite care nu au fost testate în practică, manipulând construcții logice care încalcă de fapt logica însăși prin utilizarea premiselor nedovedite ca fiind dovedite, că este, prin substituire. Astfel, sarcina principală a solicitanților „experimentelor de gândire” este de a înșela ascultătorul sau cititorul prin înlocuirea unui experiment fizic real cu „păpușa” sa - raționament fictiv în eliberare condiționată fără verificarea fizică în sine.
Umplerea fizicii cu „experimente de gândire” imaginare a dus la apariția unei imagini absurde, suprareale și confuze a lumii. Un adevărat cercetător trebuie să distingă astfel de „împachetări de bomboane” de valorile reale.

Relativiștii și pozitiviștii susțin că „experimentele de gândire” sunt un instrument foarte util pentru testarea teoriilor (care apar și în mintea noastră) pentru coerență. În aceasta, ei înșală oamenii, deoarece orice verificare poate fi efectuată doar de o sursă independentă de obiectul verificării. Reclamantul însuși al ipotezei nu poate fi un test al propriei afirmații, întrucât motivul în sine a acestei afirmații este absența contradicțiilor în afirmație vizibilă reclamantului.

Vedem acest lucru în exemplul SRT și GTR, care s-au transformat într-un fel de religie care controlează știința și opinia publică. Nici o cantitate de fapte care le contrazic nu poate depăși formula lui Einstein: „Dacă un fapt nu corespunde teoriei, schimbați faptul” (Într-o altă versiune, „Faptul nu corespunde teoriei? - Cu atât mai rău pentru faptul că ”).

Maximul pe care un „experiment de gândire” îl poate pretinde este doar consistența internă a ipotezei în cadrul propriei logici a solicitantului, adesea deloc adevărată. Acest lucru nu verifică conformitatea cu practica. Verificarea reală poate avea loc doar într-un experiment fizic real.

Un experiment este un experiment pentru că nu este o rafinare a gândirii, ci un test al gândirii. Un gând care este auto-consecvent nu se poate verifica singur. Acest lucru a fost dovedit de Kurt Gödel.

Primul dispozitiv conceput pentru a ușura numărarea a fost abacul. Cu ajutorul domino-urilor de abacus s-au putut efectua operații de adunare și scădere și înmulțiri simple.

1642 - Matematicianul francez Blaise Pascal a proiectat prima mașină mecanică de adunare, Pascalina, care putea efectua mecanic adăugarea numerelor.

1673 - Gottfried Wilhelm Leibniz a proiectat o mașină de adăugare care ar putea efectua mecanic cele patru operații aritmetice.

Prima jumătate a secolului al XIX-lea - Matematicianul englez Charles Babbage a încercat să construiască un dispozitiv de calcul universal, adică un computer. Babbage l-a numit Motorul Analitic. El a stabilit că un computer trebuie să conțină memorie și să fie controlat de un program. Potrivit lui Babbage, un computer este un dispozitiv mecanic pentru care programele sunt setate folosind cărți perforate - carduri din hârtie groasă cu informații imprimate prin găuri (pe atunci erau deja utilizate pe scară largă în războaie).

1941 - Inginerul german Konrad Zuse a construit un mic computer bazat pe mai multe relee electromecanice.

1943 - în SUA, la una dintre întreprinderile IBM, Howard Aiken a creat un computer numit „Mark-1”. Permitea efectuarea calculelor de sute de ori mai rapid decât manual (folosind o mașină de adăugare) și a fost folosit pentru calcule militare. A folosit o combinație de semnale electrice și acționări mecanice. „Mark-1” avea dimensiuni: 15 * 2-5 m și conținea 750.000 de părți. Mașina era capabilă să înmulțească două numere de 32 de biți în 4 secunde.

1943 - în SUA, un grup de specialiști condus de John Mauchly și Prosper Eckert a început să construiască computerul ENIAC bazat pe tuburi vidate.

1945 - matematicianul John von Neumann a fost adus să lucreze la ENIAC și a pregătit un raport pe acest computer. În raportul său, von Neumann a formulat principiile generale ale funcționării computerelor, adică dispozitivele de calcul universale. Până în prezent, marea majoritate a calculatoarelor sunt fabricate în conformitate cu principiile stabilite de John von Neumann.

1947 - Eckert și Mauchly au început dezvoltarea primei mașini electronice seriale UNIVAC (Universal Automatic Computer). Primul model al mașinii (UNIVAC-1) a fost construit pentru Biroul de Recensământ al SUA și pus în funcțiune în primăvara anului 1951. Calculatorul sincron, secvenţial UNIVAC-1 a fost creat pe baza calculatoarelor ENIAC și EDVAC. Funcționa cu o frecvență de ceas de 2,25 MHz și conținea aproximativ 5.000 de tuburi cu vid. Capacitatea de stocare internă de 1000 de numere zecimale pe 12 biți a fost implementată pe 100 de linii de întârziere de mercur.

1949 - Cercetătorul englez Mornes Wilkes a construit primul computer, care a întruchipat principiile lui von Neumann.

1951 - J. Forrester a publicat un articol despre utilizarea nucleelor ​​magnetice pentru stocarea informațiilor digitale.Mașina Whirlwind-1 a fost prima care a folosit memoria nucleelor ​​magnetice. Constă din 2 cuburi cu 32-32-17 nuclee, care asigurau stocarea a 2048 de cuvinte pentru numere binare de 16 biți cu un bit de paritate.

1952 - IBM a lansat primul său computer electronic industrial, IBM 701, care era un computer paralel sincron care conținea 4.000 de tuburi vid și 12.000 de diode. O versiune îmbunătățită a mașinii IBM 704 s-a remarcat prin viteza sa mare, a folosit registre index și a reprezentat datele în formă de virgulă mobilă.

După computerul IBM 704, a fost lansat IBM 709, care din punct de vedere arhitectural era aproape de mașinile din a doua și a treia generație. În această mașină, a fost folosită pentru prima dată adresarea indirectă și au apărut pentru prima dată canalele de intrare-ieșire.

1952 - Remington Rand a lansat computerul UNIVAC-t 103, care a fost primul care a folosit întreruperi software. Angajații Remington Rand au folosit o formă algebrică de algoritmi de scriere numită „Cod scurt” (primul interpret, creat în 1949 de John Mauchly).

1956 - IBM a dezvoltat capete magnetice plutitoare pe o pernă de aer. Invenția lor a făcut posibilă crearea unui nou tip de memorie - dispozitive de stocare pe disc (SD), a căror importanță a fost pe deplin apreciată în deceniile următoare ale dezvoltării tehnologiei computerelor. Primele dispozitive de stocare pe disc au apărut în mașinile IBM 305 și RAMAC. Acesta din urmă avea un pachet format din 50 de discuri metalice cu înveliș magnetic, care se roteau cu o viteză de 12.000 rpm. /min. Suprafața discului conținea 100 de piste pentru înregistrarea datelor, fiecare conținând 10.000 de caractere.

1956 - Ferranti a lansat computerul Pegasus, în care conceptul de registre de uz general (GPR) a fost implementat pentru prima dată. Odată cu apariția RONului, distincția dintre registrele indici și acumulatori a fost eliminată, iar programatorul avea la dispoziție nu unul, ci mai multe registre acumulatoare.

1957 - un grup condus de D. Backus a finalizat lucrările la primul limbaj de programare de nivel înalt, numit FORTRAN. Limbajul, implementat pentru prima dată pe computerul IBM 704, a contribuit la extinderea domeniului de aplicare a computerelor.

anii 1960 - Generația a 2-a de calculatoare, elementele logice ale computerului sunt implementate pe baza dispozitivelor tranzistoare semiconductoare, sunt dezvoltate limbaje de programare algoritmică precum Algol, Pascal și altele.

anii 1970 - a 3-a generație de calculatoare, circuite integrate care conțin mii de tranzistori pe o singură placă semiconductoare. Au început să fie create SO și limbaje de programare structurată.

1974 - mai multe companii au anunțat crearea unui computer personal bazat pe microprocesorul Intel-8008 - un dispozitiv care îndeplinește aceleași funcții ca un computer mare, dar este conceput pentru un singur utilizator.

1975 - a apărut primul computer personal distribuit comercial Altair-8800 bazat pe microprocesorul Intel-8080. Acest computer avea doar 256 de octeți de RAM și nu exista tastatură sau ecran.

Sfârșitul anului 1975 - Paul Allen și Bill Gates (viitorii fondatori ai Microsoft) au creat un interpret de limbaj de bază pentru computerul Altair, care a permis utilizatorilor să comunice pur și simplu cu computerul și să scrie cu ușurință programe pentru acesta.

August 1981 - IBM a introdus computerul personal IBM PC. Microprocesorul principal al computerului a fost un microprocesor Intel-8088 pe 16 biți, care a permis lucrul cu 1 megaoctet de memorie.

anii 1980 - a 4-a generație de calculatoare construite pe circuite integrate mari. Microprocesoarele sunt implementate sub forma unui singur cip, producție în masă de computere personale.

anii 1990 — a 5-a generație de calculatoare, circuite integrate ultra-mari. Procesoarele conțin milioane de tranzistori. Apariția rețelelor globale de calculatoare pentru utilizare în masă.

anii 2000 — a șasea generație de calculatoare. Integrarea calculatoarelor și a aparatelor de uz casnic, calculatoare încorporate, dezvoltare de calcul în rețea.

BAZELE PC

Oamenii au simțit întotdeauna nevoia să numere. Pentru a face acest lucru, își foloseau degetele, pietricele, pe care le puneau în grămezi sau le puneau pe rând. Numărul de obiecte a fost înregistrat folosind linii care erau trasate de-a lungul solului, folosind crestături pe bețe și noduri care erau legate de o frânghie.

Odată cu creșterea numărului de obiecte de numărat și dezvoltarea științelor și meșteșugurilor, a apărut nevoia de a efectua calcule simple. Cel mai vechi instrument cunoscut în diverse țări este abacul (în Roma Antică se numeau calculi). Acestea vă permit să efectuați calcule simple pe numere mari. Abacul s-a dovedit a fi un instrument atât de reușit încât a supraviețuit din cele mai vechi timpuri aproape până în zilele noastre.

Nimeni nu poate numi exact ora și locul apariției facturilor. Istoricii sunt de acord că vârsta lor este de câteva mii de ani, iar patria lor ar putea fi China Antică, Egiptul Antic și Grecia Antică.

1.1. POVESTE SCURTA

DEZVOLTĂRI DE ECHIPAMENTE DE CALCUL

Odată cu dezvoltarea științelor exacte, a apărut o nevoie urgentă de a efectua un număr mare de calcule precise. În 1642, matematicianul francez Blaise Pascal a construit prima mașină de adăugare mecanică, cunoscută sub numele de mașina de adunare a lui Pascal (Figura 1.1). Această mașină era o combinație de roți interblocate și transmisii. Roțile au fost marcate cu numere de la 0 la 9. Când prima roată (unități) făceau o revoluție completă, a doua roată (zeci) era activată automat; când a ajuns la numărul 9, a treia roată a început să se rotească etc. Mașina lui Pascal nu putea decât să adună și să scadă.

În 1694, matematicianul german Gottfried Wilhelm von Leibniz a proiectat o mașină de calcul mai avansată (Fig. 1.2). Era convins că invenția sa va găsi o largă aplicație nu numai în știință, ci și în viața de zi cu zi. Spre deosebire de mașina lui Pascal, Leibniz a folosit cilindri mai degrabă decât roți și transmisii. Cilindrii erau marcați cu numere. Fiecare cilindru avea nouă rânduri de proeminențe sau dinți. În acest caz, primul rând conținea 1 proeminență, al doilea - 2 și așa mai departe până la al nouălea rând, care conținea 9 proeminențe. Cilindrii erau mobili și erau aduși într-o anumită poziție de către operator. Proiectarea mașinii lui Leibniz a fost mai avansată: era capabilă să efectueze nu numai adunarea și scăderea, ci și înmulțirea, împărțirea și chiar extragerea rădăcinii pătrate.

Interesant este că descendenții acestui design au supraviețuit până în anii 70 ai secolului XX. sub formă de calculatoare mecanice (maşină de adăugare tip Felix) şi au fost utilizate pe scară largă pentru diverse calcule (Fig. 1.3). Cu toate acestea, deja la sfârșitul secolului al XIX-lea. Odată cu inventarea releului electromagnetic au apărut primele dispozitive electromecanice de numărare. În 1887, Herman Hollerith (SUA) a inventat un tabulator electromecanic cu numere introduse folosind cărți perforate. Ideea de a folosi carduri perforate a fost inspirată din perforarea biletelor de cale ferată cu un perforator. Cardul perforat cu 80 de coloane pe care l-a dezvoltat nu a suferit modificări semnificative și a fost folosit ca suport de informații în primele trei generații de calculatoare. Tabulatoarele Hollerith au fost folosite în timpul primului recensământ al populației din Rusia în 1897. Inventatorul însuși a făcut apoi o vizită specială la Sankt Petersburg. De atunci, tabulatoarele electromecanice și alte dispozitive similare au devenit utilizate pe scară largă în contabilitate.

La începutul secolului al XIX-lea. Charles Babbage a formulat principiile de bază care ar trebui să stea la baza proiectării unui tip fundamental de computer nou.

Într-o astfel de mașină, în opinia sa, ar trebui să existe un „depozit” pentru stocarea informațiilor digitale, un dispozitiv special care efectuează operațiuni pe numere preluate din „depozit”. Babbage a numit un astfel de dispozitiv „moara”. Un alt dispozitiv este utilizat pentru a controla succesiunea operațiunilor, transferul numerelor de la „depozit” la „moară” și înapoi și, în cele din urmă, mașina trebuie să aibă un dispozitiv pentru introducerea datelor inițiale și eliberarea rezultatelor calculelor. Această mașină nu a fost niciodată construită - au existat doar modele ale acesteia (Fig. 1.4), dar principiile care stau la baza ei au fost ulterior implementate în calculatoare digitale.

Ideile științifice ale lui Babbage au captivat-o pe fiica celebrului poet englez Lord Byron, contesa Ada Augusta Lovelace. Ea a stabilit primele idei fundamentale despre interacțiunea diferitelor blocuri ale unui computer și succesiunea rezolvării problemelor pe acesta. Prin urmare, Ada Lovelace este considerată pe bună dreptate prima programatoare din lume. Multe dintre conceptele introduse de Ada Lovelace în descrierile primelor programe din lume sunt utilizate pe scară largă de către programatorii moderni.

Orez. 1.1. Mașina de însumare a lui Pascal

Orez. 1.2. mașină de calcul Leibniz

Orez. 1.3. mașină de adăugare Felix

Orez. 1.4. Mașina lui Babbage

Începutul unei noi ere în dezvoltarea tehnologiei informatice bazate pe relee electromecanice a fost în 1934. Compania americană IBM (International Business Machines) a început să producă tabulatoare alfanumerice capabile să efectueze operații de multiplicare. La mijlocul anilor 30 ai secolului XX. pe baza tabulatoarelor, este creat un prototip al primei rețele locale de calculatoare. În Pittsburgh (SUA), un magazin universal a instalat un sistem format din 250 de terminale conectate prin linii telefonice cu 20 de tabulatoare și 15 mașini de scris pentru plățile către clienți. În 1934 - 1936 Inginerul german Konrad Zuse a venit cu ideea de a crea un computer universal cu controlul programelor și stocarea informațiilor într-un dispozitiv de memorie. El a proiectat mașina Z-3 - a fost primul computer controlat de program - prototipul computerelor moderne (Fig. 1.5).

Orez. 1.5. Zuse computer

Era o mașină releu care folosea un sistem de numere binar, având o memorie pentru 64 de numere în virgulă mobilă. Blocul aritmetic a folosit aritmetica paralelă. Echipa a inclus părți operaționale și de adresă. Introducerea datelor a fost efectuată folosind o tastatură zecimală, a fost furnizată ieșirea digitală, precum și conversia automată a numerelor zecimale în binar și invers. Viteza operației de adăugare este de trei operații pe secundă.

La începutul anilor 40 ai secolului XX. În laboratoarele IBM, împreună cu oamenii de știință de la Universitatea Harvard, a început dezvoltarea unuia dintre cele mai puternice calculatoare electromecanice. Se numea MARK-1, conținea 760 de mii de componente și cântărea 5 tone (Fig. 1.6).

Orez. 1.6. Mașină de calcul MARCĂ -1

Ultimul cel mai mare proiect din domeniul tehnologiei de calcul releu (CT) ar trebui considerat RVM-1, construit în 1957 în URSS, care era destul de competitiv cu calculatoarele din acea vreme pentru o serie de sarcini. Cu toate acestea, odată cu apariția tubului vidat, zilele dispozitivelor electromecanice au fost numărate. Componentele electronice aveau o mare superioritate în viteză și fiabilitate, ceea ce a determinat soarta viitoare a computerelor electromecanice. Era computerelor electronice a sosit.

Trecerea la următoarea etapă în dezvoltarea tehnologiei informatice și a tehnologiei de programare ar fi imposibilă fără cercetarea științifică fundamentală în domeniul transmiterii și prelucrării informațiilor. Dezvoltarea teoriei informației este asociată în primul rând cu numele lui Claude Shannon. Norbert Wiener este considerat pe drept părintele ciberneticii, iar Heinrich von Neumann este creatorul teoriei automatelor.

Conceptul de cibernetică s-a născut din sinteza multor direcții științifice: în primul rând, ca abordare generală a descrierii și analizei acțiunilor organismelor vii și computerelor sau altor automate; în al doilea rând, din analogiile dintre comportamentul comunităților de organisme vii și societatea umană și posibilitatea descrierii acestora folosind o teorie generală a controlului; și, în sfârșit, din sinteza teoriei transferului de informații și fizicii statistice, care a condus la cea mai importantă descoperire care leagă cantitatea de informații și entropia negativă dintr-un sistem. Însuși termenul „cibernetică” provine din cuvântul grecesc care înseamnă „timonier”; a fost folosit pentru prima dată de N. Wiener în sensul modern în 1947. Cartea lui N. Wiener, în care a formulat principiile de bază ale ciberneticii, se numește „Cibernetică”. sau control și comunicare în animale și mașini.”

Claude Shannon este un inginer și matematician american, omul care este numit părintele teoriei moderne a informațiilor. El a demonstrat că funcționarea întrerupătoarelor și releelor ​​în circuitele electrice poate fi reprezentată folosind algebra, inventată la mijlocul secolului al XIX-lea. Matematicianul englez George Boole. De atunci, algebra booleană a devenit baza pentru analiza structurii logice a sistemelor de orice nivel de complexitate.

Shannon a demonstrat că orice canal de comunicare zgomotos se caracterizează printr-o viteză limitativă de transmitere a informațiilor, numită limita Shannon. La viteze de transmisie peste această limită, erorile în informațiile transmise sunt inevitabile. Cu toate acestea, folosind metode adecvate de codificare a informațiilor, este posibil să se obțină o probabilitate de eroare arbitrar mică pentru orice canal zgomotos. Cercetările sale au stat la baza dezvoltării sistemelor de transmitere a informațiilor pe liniile de comunicație.

În 1946, genialul matematician american de origine maghiară, Heinrich von Neumann, a formulat conceptul de bază al stocării instrucțiunilor computerului în propria memorie internă, ceea ce a servit ca un impuls uriaș pentru dezvoltarea tehnologiei informatice electronice.

În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, a lucrat ca consultant la Centrul Atomic Los Alamos, unde a lucrat la calcule pentru detonarea explozivă a unei bombe nucleare și a participat la dezvoltarea bombei cu hidrogen.

Neumann deține lucrări legate de organizarea logică a calculatoarelor, probleme de funcționare a memoriei computerului, sisteme de auto-reproducere etc. A luat parte la crearea primului calculator electronic ENIAC, arhitectura computerului pe care a propus-o a stat la baza tuturor ulterioare. modele și încă se numește așa - "von Neumann"

I generația de calculatoare. În 1946 s-au finalizat lucrările în SUA pentru crearea ENIAC, primul computer care folosea componente electronice (Fig. 1.7).

Orez. 1.7. Primul computer ENIAC

Noua mașină avea parametri impresionanți: folosea 18 mii de tuburi electronice, ocupa o cameră cu o suprafață de 300 m 2, avea o masă de 30 de tone, iar consumul de energie era de 150 kW. Aparatul a funcționat la o frecvență de ceas de 100 kHz și a efectuat o operație de adunare în 0,2 ms și o înmulțire în 2,8 ms, ceea ce a fost cu trei ordine de mărime mai rapid decât ar putea face mașinile releu. Deficiențele noii mașini au fost dezvăluite rapid. În structura sa, calculatorul ENIAC semăna cu calculatoarele mecanice: s-a folosit sistemul zecimal; programul a fost tastat manual pe 40 de câmpuri de compunere; A fost nevoie de săptămâni pentru a reconfigura câmpurile de comutare. În timpul funcționării de probă, s-a dovedit că fiabilitatea acestei mașini este foarte scăzută: depanarea a durat până la câteva zile. Pentru introducerea și ieșirea datelor au fost folosite benzi perforate și carduri perforate, benzi magnetice și dispozitive de imprimare. Calculatoarele din prima generație au implementat conceptul de program stocat. Calculatoarele de prima generație au fost folosite pentru prognoza meteo, rezolvarea problemelor energetice, problemelor militare și în alte domenii importante.

a II-a generație de calculatoare. Unul dintre cele mai importante progrese care a condus la revoluția în proiectarea computerelor și în cele din urmă la crearea computerelor personale a fost inventarea tranzistorului în 1948. Tranzistorul, care este un element de comutare electronică (poartă), ocupă mult mai puțin. spațiu și consumă mult mai puțină energie, făcând aceeași treabă ca o lampă. Sistemele de calcul construite pe tranzistoare erau mult mai compacte, mai economice și mult mai eficiente decât cele cu tuburi. Trecerea la tranzistori a marcat începutul miniaturizării, ceea ce a făcut posibilă apariția computerelor personale moderne (precum și a altor dispozitive radio - radiouri, casetofone, televizoare etc.). Pentru mașinile din generația a II-a a apărut sarcina de automatizare a programării, deoarece decalajul dintre timpul de dezvoltare a programelor și timpul de calcul în sine creștea. A doua etapă în dezvoltarea tehnologiei informatice la sfârșitul anilor 50 - începutul anilor 60 ai secolului XX. caracterizat prin crearea de limbaje de programare dezvoltate (Algol, Fortran, Cobol) și stăpânirea procesului de automatizare a gestionării fluxului de sarcini folosind computerul însuși, i.e. dezvoltarea sistemelor de operare.

În 1959, IBM a lansat o mașină comercială cu tranzistori, IBM 1401. Acesta a fost livrat în peste 10 mii de exemplare. În același an, IBM a creat primul său computer mare (mainframe), modelul IBM 7090, bazat în întregime pe tranzistori, cu o viteză de 229 de mii de operații pe secundă, iar în 1961 a dezvoltat modelul IBM 7030 pentru laboratorul nuclear din SUA la Los Alamos.

Un reprezentant izbitor al calculatoarelor casnice din a doua generație a fost marele aparat electronic de însumare BESM-6, dezvoltat de S.A. Lebedev și colegii săi (Fig. 1.8). Calculatoarele din această generație se caracterizează prin utilizarea unor limbaje de programare de nivel înalt, care au fost dezvoltate în calculatoarele din generația următoare. Mașinile cu tranzistori din a doua generație au avut doar cinci ani în istoria computerelor.

Orez. 1.8. BESM-6

a III-a generație de calculatoare. În 1959, inginerii de la Texas Instruments au dezvoltat o modalitate de a plasa mai multe tranzistoare și alte componente pe o singură bază (sau substrat) și de a conecta acești tranzistori fără a folosi fire. Astfel a luat naștere circuitul integrat (IC, sau cip). Primul circuit integrat conținea doar șase tranzistoare. Acum computerele au fost proiectate pe baza circuitelor integrate cu integrare redusă. Au apărut sisteme de operare care au început să-și asume sarcinile de gestionare a memoriei, a dispozitivelor de intrare/ieșire și a altor resurse.

În aprilie 1964, IBM a anunțat System 360, prima familie de computere și periferice compatibile cu software de uz general. Ca bază elementară a familiei System 360 au fost alese microcircuite hibride, datorită cărora noile modele au început să fie considerate mașini de generația a treia (Fig. 1.9).

Orez. 1.9. Calculator generatia a III-a IBM

Cu familia System 360, IBM și-a permis pentru ultima dată luxul de a lansa computere care erau incompatibile cu cele anterioare. Eficiența costurilor, versatilitatea și dimensiunile mici ale calculatoarelor din această generație au extins rapid domeniul de aplicare al acestora - control, transfer de date, automatizare a experimentelor științifice etc. Ca parte a acestei generații, primul microprocesor a fost dezvoltat în 1971 ca un neașteptat rezultat al muncii Intel privind crearea de microcalculatoare. (Remarcăm, apropo, că microcalculatoarele din vremea noastră se înțeleg bine cu „frații lor de sânge” - computerele personale.)

a IV-a generație de calculatoare. Această etapă în dezvoltarea tehnologiei informatice este asociată cu dezvoltarea circuitelor integrate mari și ultra-mari. Calculatoarele de generația a IV-a au început să folosească sisteme de memorie de mare viteză pe circuite integrate cu o capacitate de câțiva megaocteți.

Microprocesorul Intel 8004 pe patru biți a fost dezvoltat în 1971. În anul următor, a fost lansat un procesor pe opt biți, iar în 1973, Intel a lansat procesorul 8080, care era de 10 ori mai rapid decât 8008 și putea aborda 64 KB de memorie. Acesta a fost unul dintre cei mai serioși pași către crearea computerelor personale moderne. IBM a lansat primul său computer personal în 1975. Modelul 5100 avea 16 KB de memorie, un interpret de limbaj BASIC încorporat și o unitate de casetă încorporată care a fost folosită ca dispozitiv de stocare. Debutul PC-ului IBM a avut loc în 1981. În această zi, noul standard și-a luat locul în industria computerelor. Pentru această familie au fost scrise un număr mare de programe diferite. Noua modificare se numește „extins” (IBM PC-XT) (Fig. 1.10).

Orez. 1.10. Calculator personal IBM PC - XT

Producătorii au abandonat utilizarea unui reportofon ca dispozitiv de stocare a informațiilor, au adăugat o a doua unitate de dischetă și au folosit un hard disk de 20 MB ca dispozitiv principal pentru stocarea datelor și a programelor. Modelul s-a bazat pe utilizarea unui microprocesor - Intel 8088. Datorită progresului natural în domeniul dezvoltării și producției de tehnologie de microprocesor, Intel - un partener permanent al IBM - a stăpânit producția unei noi serii de procesoare - Intel 80286. În consecință, a apărut un nou model de PC IBM. Se numea IBM PC-AT. Următoarea etapă este dezvoltarea microprocesoarelor Intel 80386 și Intel 80486, care se găsesc și astăzi. Apoi au fost dezvoltate procesoarele Pentium, care sunt cele mai populare procesoare astăzi.

Generația V de calculatoare.În anii 90 ai secolului XX. A început să se acorde o mare atenție nu atât îmbunătățirii caracteristicilor tehnice ale computerelor, cât „inteligentei”, arhitecturii deschise și capabilităților de rețea ale acestora. Atenția este concentrată pe dezvoltarea bazelor de cunoștințe, a interfețelor prietenoase cu utilizatorul, a mijloacelor grafice de prezentare a informațiilor și a dezvoltării de instrumente de macroprogramare. Nu există definiții clare ale acestei etape de dezvoltare a tehnologiei computerelor, deoarece elementul de bază pe care se bazează această clasificare a rămas aceeași - este clar că toate calculatoarele produse în prezent pot fi clasificate ca generația V.

1.2. CLASIFICAREA CALCULATELOR

Calculatoarele pot fi clasificate după o serie de criterii, în special după principiul de funcționare, scop, metode de organizare a procesului de calcul, dimensiune și putere de calcul, funcționalitate etc.

Pe baza principiului lor de funcționare, calculatoarele pot fi împărțite în două mari categorii: analogice și digitale.

Calculatoare analogice(calculatoare analogice - AVM) - calculatoare continue (Fig. 1.11).

Orez. 1.11. Calculator analogic

Ei lucrează cu informații prezentate în formă analogică, de exemplu. sub forma unei serii continue de valori ale oricărei mărimi fizice. Există aparate în care operațiunile de calcul sunt efectuate folosind elemente hidraulice și pneumatice. Cu toate acestea, cele mai răspândite sunt AVM-urile electronice, în care tensiunile și curenții electrici servesc ca variabile ale mașinii.

Activitatea AVM se bazează pe generalitatea legilor care descriu procese de diferite naturi. De exemplu, oscilațiile unui pendul respectă aceleași legi ca și modificările intensității câmpului electric într-un circuit oscilator. Și în loc să studiezi un pendul real, poți studia comportamentul acestuia pe un model implementat pe un computer analog. Mai mult, acest model poate fi folosit și pentru a studia unele procese biologice și chimice care respectă aceleași legi.

Elementele principale ale unor astfel de mașini sunt amplificatoare, rezistențe, condensatoare și inductori, între care se pot realiza conexiuni care reflectă condițiile unei anumite sarcini. Programarea sarcinilor se realizează prin tastarea elementelor pe un câmp de compunere. AVM este folosit pentru a rezolva cel mai eficient probleme matematice care conțin ecuații diferențiale care nu necesită o logică complexă. Rezultatele soluției sunt afișate sub formă de dependențe ale tensiunilor electrice în funcție de timp pe ecranul osciloscopului sau înregistrate de instrumente de măsură.

În anii 40 - 50 ai secolului XX. calculatoarele electronice analogice au creat o concurență serioasă pentru calculatoarele nou apărute. Principalele lor avantaje au fost performanța ridicată (comparabilă cu viteza de trecere a semnalului electric prin circuit), claritatea prezentării rezultatelor simulării.

Printre dezavantaje se numără acuratețea scăzută a calculelor, gama limitată de probleme de rezolvat și setarea manuală a parametrilor sarcinii. În prezent, AVM-urile sunt utilizate doar în zone foarte limitate - în scopuri educaționale și demonstrative și cercetare științifică. Nu sunt folosite în viața de zi cu zi.

Calculatoare digitale(calculatoare electronice - calculatoare) se bazează pe logica discretă „da-nu”, „zero-unu”. Toate operațiunile sunt efectuate de un computer în conformitate cu un program precompilat. Viteza calculelor este determinată de viteza de ceas a sistemului.

Pe baza etapelor de creație și a bazei elementului, computerele digitale sunt împărțite în mod convențional în cinci generații:

Generația I (1950) - calculatoare bazate pe vid electronic
lămpi;

Generația a II-a (anii 1960) - calculatoare bazate pe elemente semiconductoare (tranzistoare);

Generația a III-a (anii 1970) - calculatoare bazate pe circuite integrate semiconductoare cu grade mici și medii de integrare (zeci și sute de tranzistori într-un singur caz);

Generația a VI-a (anii 1980) - calculatoare mari și ultra-mari
circuite integrate - microprocesoare (milioane de tranzistori într-un singur cip);

Generația V (1990 - prezent) - supercalculatoare cu mii de microprocesoare care funcționează în paralel,
permițând construirea unor sisteme eficiente de prelucrare uriașe
rețele de informații; computere personale pe microprocesoare extrem de complexe și interfețe ușor de utilizat, care
determină implementarea lor în aproape toate domeniile de activitate
persoană. Tehnologiile de rețea fac posibilă unirea utilizatorilor de computere într-o singură societate informațională.

În ceea ce privește puterea de calcul în anii 70 - 80 ai secolului XX. Următoarea taxonomie a computerelor a apărut.

Supercalculatoare- Acestea sunt calculatoare care au capacitati maxime in ceea ce priveste viteza si volumul calculelor. Ele sunt utilizate pentru rezolvarea problemelor de scară națională și universală - securitate națională, cercetare în biologie și medicină, modelarea comportamentului sistemelor mari, prognoza meteo etc. (Fig. 1.12).

Orez. 1.12. Supercomputer CRAY 2

Calculatoare mainframe(mainframe) - calculatoare care sunt folosite în marile centre de cercetare și universități pentru a efectua cercetări, în sistemele corporative - bănci, asigurări, instituții comerciale, transporturi, agenții de presă și edituri. Mainframe-urile sunt combinate în rețele mari de computere și deservesc sute și mii de terminale - mașini pe care utilizatorii și clienții lucrează direct.

Mini calculatoare- sunt calculatoare specializate care sunt folosite pentru a efectua un anumit tip de muncă care necesită o putere de calcul relativ mare: grafică, calcule inginerești, lucrul cu video, aspectul publicațiilor tipărite etc.

Microcalculatoare- aceasta este cea mai numeroasă și diversă clasă de calculatoare, a cărei bază este computerele personale, utilizate în prezent în aproape toate sectoarele activității umane. Milioane de oameni le folosesc în activitățile lor profesionale pentru interacțiune prin internet, divertisment și recreere.

În ultimii ani, a apărut o taxonomie care reflectă diversitatea și caracteristicile unei clase mari de computere pe care lucrează utilizatorii direcți. Aceste computere diferă prin puterea de calcul, sistemul și software-ul aplicației, setul de dispozitive periferice, interfața cu utilizatorul și, ca urmare, dimensiunea și prețul. Cu toate acestea, toate sunt construite pe principii comune și un singur element de bază, au un grad ridicat de compatibilitate, interfețe comune și protocoale pentru schimbul de date între ei și rețele. Baza acestei clase de mașini sunt computerele personale, care în taxonomia de mai sus corespund clasei de microcalculatoare.

Această taxonomie, ca oricare alta, este destul de convențională; Deoarece este imposibil să trasăm o graniță clară între diferitele clase de computere, apar modele care sunt dificil de atribuit unei anumite clase. Cu toate acestea, reflectă în linii mari varietatea de dispozitive de calcul care există în prezent.

Servere(din Engleză serve - „serve”, „manage”) - calculatoare puternice multi-utilizator care asigură funcționarea rețelelor de calculatoare (Fig. 1.13).

Orez. 1.13. Server S 390

Acestea servesc la procesarea cererilor de la toate stațiile de lucru conectate la rețea. Serverul oferă acces la resurse partajate de rețea - putere de calcul, baze de date, biblioteci de programe, imprimante, faxuri - și distribuie aceste resurse între utilizatori. În orice instituție, computerele personale sunt combinate într-o rețea locală - acest lucru permite schimbul de date între computerele utilizatorilor finali și utilizarea rațională a resurselor de sistem și hardware.

Cert este că pregătirea unui document pe computer (fie ea o factură pentru un produs sau un raport științific) durează mult mai mult decât imprimarea lui. Este mult mai profitabil să aveți o imprimantă de rețea puternică pentru mai multe computere, iar serverul se va ocupa de distribuirea cozii de imprimare. Dacă computerele sunt conectate la o rețea locală, este convenabil să aveți o singură bază de date pe server - o listă de prețuri a tuturor produselor din magazin, un plan de lucru pentru o instituție științifică etc. În plus, serverul asigură o conexiune comună la Internet pentru toate stațiile de lucru, diferențiază accesul la informații pentru diferite categorii de utilizatori, stabilește priorități pentru accesul la resursele rețelei partajate, păstrează statistici privind utilizarea Internetului, monitorizează activitatea utilizatorilor finali etc.

Calculator personal(PC – Personal computer) este cea mai comună clasă de calculatoare capabile să rezolve probleme la diferite niveluri – de la pregătirea situațiilor financiare până la calcule inginerești. Este conceput în principal pentru uz individual (de unde și numele clasei căreia îi aparține). Un computer personal (PC) are instrumente speciale care îi permit să fie inclus în rețelele locale și globale. Conținutul principal al acestei cărți va fi dedicat unei descrieri a hardware-ului și software-ului acestei clase particulare de computere.

Laptop(din Engleză notebook - „notebook”) - acest termen stabilit reflectă complet incorect caracteristicile acestei clase de computere personale (Fig. 1.14).

Orez. 1.14. Laptop

Dimensiunile și greutatea sa sunt mai conforme cu formatul unei cărți mari, iar funcționalitatea și caracteristicile sale tehnice sunt pe deplin în concordanță cu un computer desktop obișnuit. Un alt lucru este că aceste dispozitive sunt mai compacte, mai ușoare și, cel mai important, consumă mult mai puțină energie electrică, ceea ce le permite să funcționeze cu baterii. Software-ul acestei clase de PC-uri, de la sistemul de operare la programele de aplicație, nu este absolut diferit de computerele desktop. În trecutul recent, această clasă de PC-uri a fost definită ca Laptop - „genunchiere”. Acest nume reflecta caracteristicile lor mult mai precis, dar din anumite motive nu a prins niciodată.

Deci, principala caracteristică a computerelor personale din clasa de laptopuri este mobilitatea. Dimensiunile generale și greutatea reduse, designul monobloc facilitează plasarea acestuia oriunde în spațiul de lucru, transferul lui dintr-un loc în altul într-o carcasă specială sau într-o valiză de tip „diplomat”, iar puterea bateriei îi permite să fie folosit chiar și pe drum. (mașină sau avion).

Toate modelele de laptopuri pot fi împărțite în trei clase: universal, business și compact (subnotebook-uri). Laptop-uri universale sunt un înlocuitor cu drepturi depline pentru un PC desktop, deci sunt relativ mari ca dimensiune și greutate, dar în același timp se disting printr-o dimensiune mare a ecranului și o tastatură confortabilă similară unui PC desktop. Au dispozitive convenționale de stocare încorporate: CD-ROM (R, RW, DVD), hard disk și unitate de dischetă. Acest design elimină practic posibilitatea de a-l folosi ca PC „de călătorie”. Încărcarea bateriei este suficientă doar pentru 2-3 ore de funcționare.

Laptop-uri de afaceri Proiectat pentru utilizare la birou, acasă sau pe drum. Au dimensiuni și greutate semnificativ mai mici, o compoziție minimă de dispozitive încorporate, dar mijloace avansate pentru conectarea dispozitivelor suplimentare. PC-urile din această clasă servesc mai degrabă ca un plus pentru un desktop de birou sau acasă, decât ca înlocuitor.

Laptop-uri compacte(subnotebook-urile) sunt întruchiparea celor mai avansate realizări ale tehnologiei informatice. Au cel mai înalt grad de integrare a diferitelor dispozitive (componente precum suportul pentru audio, video și rețeaua locală sunt încorporate în placa de bază). Laptopurile din această clasă sunt de obicei echipate cu interfețe pentru dispozitive de intrare fără fir (tastatură suplimentară, mouse), au un modem radio încorporat pentru conectarea la Internet, cardurile inteligente compacte sunt folosite ca dispozitive de stocare a informațiilor etc. În plus, greutatea unor astfel de dispozitive nu depășește 1 kg, iar grosimea este de aproximativ 1 inch (2,4 cm). Încărcarea bateriei durează câteva ore, totuși, astfel de computere costă de două până la trei ori mai mult decât computerele convenționale.

Computer personal de buzunar(PDA) (RS - Rosket) - este format din aceleași părți ca și un computer desktop: procesor, memorie, sistem audio și video, ecran, sloturi de expansiune, cu ajutorul cărora puteți crește memoria sau adăuga alte dispozitive. Alimentarea bateriei asigură funcționarea timp de două luni. Toate aceste componente sunt foarte compacte și strâns integrate, datorită cărora dispozitivul cântărește 100...200 g și se potrivește în palma mâinii tale, în buzunarul de la piept sau în geanta unei cămăși (Fig. 1.15).

Orez. 1.15. Computer personal de buzunar

Nu degeaba aceste dispozitive sunt numite și „handheld” (Palmtop).

Cu toate acestea, funcționalitatea unui PDA este foarte diferită de cea a unui desktop sau laptop. În primul rând, are un ecran relativ mic, de regulă, nu există tastatură și mouse, astfel încât interacțiunea utilizatorului este organizată diferit: pentru aceasta, este utilizat ecranul PDA - este sensibil la presiune, pentru care folosesc un băț numit „stylus”. Pentru a tasta pe un PDA, se folosește o așa-numită tastatură virtuală - tastele acesteia sunt afișate direct pe ecran, iar textul este tastat cu un stylus. O altă diferență importantă este absența unui hard disk, astfel încât volumele de informații stocate sunt relativ mici. Principala stocare a programelor și datelor este memoria încorporată de până la 64 MB, iar rolul discurilor este jucat de cardurile de memorie flash. Aceste carduri stochează programe și date care nu trebuie neapărat plasate în memoria de acces rapid (albume foto, muzică în format MP3, cărți electronice etc.). Datorită acestor caracteristici, PDA-urile sunt adesea folosite împreună cu un computer desktop, pentru care există cabluri speciale de interfață.

Un laptop și un PDA sunt proiectate pentru sarcini complet diferite, construite pe principii diferite și doar se completează reciproc, dar nu se înlocuiesc.

Funcționează cu un laptop în același mod ca un computer desktop, iar PDA-urile sunt pornite și oprite de mai multe ori pe zi. Încărcarea programelor și închiderea au loc aproape instantaneu.

În ceea ce privește caracteristicile tehnice, PDA-urile moderne sunt destul de comparabile cu computerele desktop care au fost produse cu doar câțiva ani în urmă. Acest lucru este suficient pentru reproducerea de înaltă calitate a informațiilor text, de exemplu atunci când lucrați cu e-mail sau un editor de text. PDA-urile moderne sunt, de asemenea, echipate cu un microfon încorporat, difuzoare și mufe pentru căști. Comunicarea cu un PC desktop și alte dispozitive periferice se realizează printr-un port USB, port infraroșu (IgDA) sau Bluetooth (o interfață wireless modernă).

Pe lângă un sistem de operare special, PDA-urile sunt de obicei echipate cu aplicații încorporate, care includ un editor de text, un editor de foi de calcul, un planificator, un browser de internet, un set de programe de diagnosticare etc. Recent, computerele din clasa Pocket PC au început să fie echipate cu mijloace de comunicare încorporate cu Internetul (un telefon mobil obișnuit poate fi folosit și ca modem extern).

Datorită capacităților lor, computerele personale de buzunar pot fi considerate nu doar ca un PC simplificat cu capacități reduse, ci ca un membru complet egal al comunității informatice, care are propriile sale avantaje incontestabile chiar și în comparație cu cele mai avansate modele de computere desktop.

Secretare electronice(PDA - Personal Digital Assistant) - au formatul unui computer de buzunar (cu o greutate de cel mult 0,5 kg), dar sunt folosite în alte scopuri (Fig. 1.16).

Orez. 1.16. Secretar electronic

Acestea sunt axate pe utilizarea directoarelor electronice care stochează nume, adrese și numere de telefon, informații despre rutinele și programările zilnice, liste de activități, înregistrări de cheltuieli etc. O secretară electronică poate avea încorporate editori de text și grafice, foi de calcul și alte aplicații de birou.

Majoritatea PDA-urilor au modemuri și pot face schimb de informații cu alte PC-uri și, atunci când sunt conectate la o rețea, pot primi și trimite e-mailuri și faxuri. Unele PDA-uri sunt echipate cu modemuri radio și porturi în infraroșu pentru schimbul de informații fără fir de la distanță cu alte computere. Secretarele electronice au un mic afișaj cu cristale lichide, situat de obicei în capacul cu balamale al computerului. Introducerea manuală a informațiilor este posibilă de la o tastatură miniaturală sau folosind un ecran tactil, cum ar fi un PDA. Un PDA poate fi numit computer doar cu mari rezerve: uneori aceste dispozitive sunt clasificate drept computere ultraportabile, alteori în categoria calculatoarelor „inteligente”, alții cred că este mai degrabă un organizator cu capabilități avansate.

Caiete electronice(din Engleză organizator - „organizator”) - aparțin „cei mai ușoare categorii” de computere portabile (greutatea lor nu depășește 200 g). Organizatorii au o memorie încăpătoare în care puteți înregistra informațiile necesare și le puteți edita folosind editorul de text încorporat; Puteți stoca în memorie scrisori de afaceri, texte de acorduri, contracte, rutine zilnice și întâlniri de afaceri. Organizatorul are un cronometru intern încorporat care vă amintește de evenimente importante. Accesul la informații poate fi protejat prin parolă. Organizatorii sunt adesea echipați cu un traducător încorporat care are mai multe dicționare.

Informațiile sunt afișate pe un mic afișaj monocrom cu cristale lichide. Datorită consumului redus de energie, energia bateriei asigură stocarea informațiilor timp de până la cinci ani fără reîncărcare.

Smartphone (Engleză smartphone) este un dispozitiv compact care combină funcțiile unui telefon mobil, un notebook electronic și o cameră digitală cu acces mobil la Internet (Fig. 1.17).

Orez. 1.17. Smartphone

Smartphone-ul are un microprocesor, memorie RAM și stocare numai pentru citire; Accesul la internet este asigurat prin comunicații celulare. Calitatea fotografiilor nu este ridicată, dar suficientă pentru utilizare pe Internet și trimitere prin e-mail. Timpul de înregistrare video este de aproximativ 15 s. Are un spațiu de stocare încorporat pentru carduri inteligente. Încărcarea bateriei este suficientă pentru 100 de ore de funcționare. Greutate 150 g. Un dispozitiv foarte convenabil și util, dar costul său este comparabil cu prețul unui computer desktop bun.