Персональный компьютер история создания и развития. Самый первый в мире компьютер

Первое поколение - компьютеры на электронных лампах (1946 - 1956г.). За точку отсчета эры ЭВМ обычно принимают 15 февраля 1946 года, когда ученые Пенсильванского университета США ввели в строй первый в мире электронный компьютер ЭНИАК. В нем использовалось 18 тысяч электронных ламп. Машина занимала площадь 135 м3, весила 30 тонн и потребляла 150 кВт электроэнергии. Она использовалась для решения задач, связанных с созданием атомной бомбы. И хотя механические и электромеханические машины появились значительно раньше, все дальнейшие успехи ЭВМ связаны именно с электронными компьютерами. В СССР в 1952 году академиком С.А. Лебедевым была создана самая быстродействующая в Европе ЭВМ БЭСМ. Быстродействие первых машин было несколько тысяч операций в секунду.

Второе поколение - компьютеры на транзисторах (1956 - 1964 г.). Полупроводниковый прибор - транзистор был изобретен в США в 1948 году Шокли и Бардиным. Компьютеры на транзисторах резко уменьшили габариты, массу, потребляемую мощность, повысили быстродействие и надежность. Типичная отечественная машина (серий "Минск", "Урал") содержала около 25 тысяч транзисторов. Лучшая наша ЭВМ БЭСМ-6 имела быстродействие 1 млн. оп/с.

Третье поколение - компьютеры на микросхемах с малой степенью интеграции (1964 - 1971г.). Микросхема была изобретена в 1958 году Дж. Килби в США. Микросхемы позволили повысить быстродействие и надежность ЭВМ, снизить габариты, массу и потребляемую мощность. Первая ЭВМ на микросхемах IBM-360 была выпущена в США в 1965 году, как и первая мини-ЭВМ PDP-8 размером с холодильник. В СССР большие ЭВМ третьего поколения серии ЕС (ЕС-1022-ЕС-1060) выпускались вместе со странами СЭВ с 1972 года. Это были аналоги американских ЭВМ IBM-360, IBM-370.

Четвертое поколение - компьютеры на микропроцессорах (1971 - настоящее время). Микропроцессор - это арифметическое и логическое устройство, выполненное чаще всего в виде одной микросхемы с большой степенью интеграции. Применение микропроцессоров привело к резкому снижению габаритов, массы и потребляемой мощности ЭВМ, повысило их быстродействие и надежность. Первый микропроцессор Intel-4004 был выпущен в США фирмой Intel в 1971 году. Его разрядность была 4 бита. В 1973г. был выпущен 8-битовый Intel-8008, а в 1974 г. Intel-8080. В 1975 г. появился первый в мире персональный компьютер Альтаир-8800, построенный на базе Intel-8080. Началась эра персональных ЭВМ.

В 1976 г. появился персональный компьютер Apple на базе микропроцессора фирмы Motorola, который имел большой коммерческий успех. Он положил начало компьютерам серии Макинтош. Первый компьютер фирмы IBM с названием IBM PC появился в 1981 году. Он был сделан на базе 16-битового микропроцессора Intel-8088 и имел ОЗУ 1 Мб (у всех других машин было тогда ОЗУ 64 Кб). Фактически он стал стандартом персонального компьютера. Сейчас IBM-совместимые компьютеры составляют 90% всех производимых в мире персональных компьютеров. В 1983г. на базе Intel-8088 был выпущен компьютер IBM PC/ХT, имеющий жесткий диск. В 1982г. был сделан 16-битовый процессор Intel-80286, который был использован фирмой IBM в 1984г. в компьютере серии IBM PC/AT. Его быстродействие было в 3 - 4 раза выше, чем у IBM PC/ХT. В 1985г. фирма Intel разработала 32-битовый процессор Intel-80386.

Он содержал примерно 275 тысяч транзисторов и мог работать с 4 Гб дисковой памяти. Для процессоров Intel-80286 и Intel-80386 появились математические сопроцессоры соответственно Intel-80287 и Intel-80387, которые повышали быстродействие компьютеров при математических расчетах и при работе с плавающей запятой. Процессоры 80486 (1989г.), Pentium (1993г.), Pentium-Pro (1995г.), Pentium-2 (1997г.) и Pentium-3 (1999г.) уже имеют встроенный математический сопроцессор. На базе процессоров Pentium собраны многие современные персональные компьютеры.

Пятое поколение (перспективное) - это ЭВМ, использующие новые технологии и новую элементную базу, например сверхбольшие интегральные схемы, оптические и магнито-оптические элементы, работающие посредством обычного разговорного языка, оснащенные огромными базами данных. Предполагается также использовать элементы искусственного интеллекта и распознавание зрительных и звуковых образов. Такие проекты разрабатываются в ведущих промышленно развитых странах.

Компьютеры сопровождают человека уже на протяжении многих десятилетий. В настоящее время в эксплуатации находится их 4-е поколение, хотя некоторые люди утверждают, что это уже 5-е поколение, поскольку системы перешли на архитектуру с многоядерными процессорами, но это суждение пока что оспаривается, и мы в этой статье будем придерживаться 4-х поколений.

Предком современного персонального компьютера является арифметическая машина Блеза Паскаля, с помощью которой тот еще в 1642 году производил простейшие операции, такие как сложение и вычитание. Называется она «Паскалево колесо» или «Паскалина» и относится учеными к нулевому поколению компьютеров. Ближе к концу XVII века другой ученый, Готфрид Вильгельм Лейбниц, создает свою вычислительную машину, которая может выполнять уже 4 действия: умножение и деление, вычитание и сложение.

Закончилось нулевое поколение вычислительных машин в XIX веке. Одним из последних экземпляров такой техники было устройство, изобретенное Чальзом Бэббиджем, которое выполняло вычисления, руководствуясь набором инструкций, содержащихся на перфокартах. Такие первые прообразы программ на перфокартах готовили первые программисты, среди которых были и женщины. Первооткрывателем этой профессии у представительниц слабого пола была Ада Ловлейс.

В конце XIX века в Америке появляется первая счетная машина, в которой применяется что-то похожее на клавиатуру. Изобретателями данного устройства, названного «Комптометр», были американцы Таррант и Фельт.

Приблизительно в тоже время Герман Холлерит для ускорения процесса обработки результатов по переписи населения США создает «статистический табулятор». В этой машине для расшифровки данных, нанесенных на перфокарты, использовалось электричество. Устройство получило широкое распространение, а ее создатель развил на основе табулятора фирму, которая через 36 лет преобразовалась во всем известную корпорацию IBM - мирового лидера компьютерной индустрии. К середине XX столетия технологические разработки IBM применяли большинство развитых стран мира.

С 1930-х годов на рынке появляются настольные механические калькуляторы производства фирм «Friden», «Monroe» и «Marchant», позволяющие своим пользователям осуществлять 4 основные арифметические операции. В этот период появляется термин «computer» (в переводе с англ. «вычислитель»). Так называли должность людей, осуществляющих вычисления с помощью калькуляторов.

Первая автоматическая механическая машина, для управления которой использовались программы, была создана немецким инженером Конрадом Цузе в 1938 году.

Второе поколение компьютеров появилось к середине XX века и отличалось от первого использованием ламповых технологий, которые позволили существенно повысить их быстродействие до 20 000 операций/секунду. Первый в истории электронно-цифровой компьютер появился в США в 1945 году. Он был создан двумя Джонами: Джоном Уильямом Мокли и Джоном Преспером Экертом. Друзьяназвалисвоетворение «ENIAC» (Electronic Numerical Integrator and Calculator).

Прошло всего несколько десятков лет, а компьютерная индустрия снова шагнула вперед. Это случилось после изобретения и освоения производства транзисторов. Их применение дало возможность производителям компьютеров снизить вес и габариты своих изделий, а также еще увеличить их скорость, которая стала достигать 1 млн. операций в секунду.

В 50-х годах компания IBM начинает выпуск первых магнитных дисков, предназначенных для хранения информации в цифровом формате, которые получили название RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control).

В 1963 году был разработан алгоритмический язык программирования Бейсик. В дальнейшем на его основе было создано целое семейство высокоуровневых языков.

Третье поколение компьютеров выпускалось с 1965 по 1980 годы и отличалось использованием электронных схем, построенных на базе кремниевых кристаллов.

Студенты Полон Аллен и Билл Гейтс в 1975 году разработали интерпретатор языка Бейсик, применяемый на персональном компьютере «Альтаир». В дальнейшем они же создали компанию «Microsoft», которая и сегодня является ведущим производителем на рынке программных продуктов.

Такие составляющие элементы ПК, как «мышь», дискеты, компакт-диски появились в 80-х годах прошлого столетия.

Новый толчок в истории развития персональных компьютеров был дан созданием графической операционной системы Windows 95, которая поддерживала многозадачность и была унифицирована со многими устройствами одинаковой архитектуры. Кроме этого, данная система была первой, в которой применялась графика. В Windows 95 фирма Microsoft впервые использовала новый протокол Plug & Play, который позволял устройствам устанавливаться в систему в автоматическом режиме.

Четвертое поколение компьютеров появилось в конце 80-х годов и производится до настоящего времени. В связи с тем, что развитие техники удешевило производство персональных компьютеров, они стали доступными широкому кругу пользователей и получили огромное распространение в мире.

Под словом компьютер раньше подразумевался человек, который выполнял различные математические расчеты. Для выполнения расчетов этот человек использовал специальное механическое устройство называющееся «Абак».

В конце средневековья математики и инженеры в Европе начали получать значительную поддержку, и, таким образом, наметился сильный прогресс в развитии механических вычислительных устройств. К 17 веку была разработана система часового механизма. В период с начала 19 века и до начала 20 века были разработаны очень важные технологии, которые в дальнейшем оказали сильное влияние на развитие цифрового компьютера. Например, это такие изобретения как перфокарта и электронная лампа. Чарльз Бэббидж был первым, кто разработал полностью программируемый компьютер в 1837 году.
Но, к сожалению, он так и не смог довести его создание до конца по нескольким причинам.

Аналоговые компьютеры активно использовались в первой половине 20 века в различных научных исследованиях для проведения математических расчетов. Однако сразу после появления цифровых компьютеров они неизбежно устарели.

Первым цифровым компьютером был Atanasoff Berry Computer. Для вычисления он использовал бинарную систему счисления, параллельную обработку данных, раздельную память и вычислительные функции. Бинарная система счисления и электронные схемы используются в современных компьютерах, но впервые они были применены на Atanasoff Berry Computer.

В 1930 по 1940 годы продолжалась разработка еще более совершенных и эффективных компьютеров. Понемногу у компьютеров стали появляться возможности, которыми сейчас обладают все современные компьютеры; это цифровые электронные схемы и гибкость программирования.

Среди всех компьютеров тех лет наиболее выделялся из всех American ENIAC «Electronic Numerical Integrator and Calculator» (электронный цифровой интегратор и калькулятор). Для своего времени он был функционален, но был очень громоздким. Позже была разработана более совершенная система, называющаяся сохраняемая программная структура. Эта система является основой работы всех современных компьютеров. В1950 г. в компьютерах применялись стеклянные ламповые диоды. Позже их заменили электронные транзисторы; разработанные в 1960 г. компьютеры на основе транзисторов стали меньше, быстрее и дешевле, также они стали коммерчески выгодными. В 1970 году в компьютерах стали применяться технологии интегрированных микросхем, которые позволили сделать производство компьютеров массовым. С тех пор компьютеры стали доступны всем. Это было рождение персонального компьютера в том виде, в котором мы имеем его сейчас.

Знакомство с компьютером состоялось не так давно, но его появлению предшествовала долгая история создания.

Немного истории

Предками современного персонального компьютера считают Блеза Паскаля и арифмометр Вильгельма Лейбница. Непосредственно термин «компьютер» впервые упоминается еще в 18 веке. Тогда данный термин применялся к любому механическому вычислительному прибору, который умел выполнять самые простые операции – сложение и вычитание.

В Оксфордском словаре слово «компьютер» трактовалось как «вычислитель».

Позже, в начале XIX века, изобрели более «умную» машину, которая могла решать даже простые уравнения. Еще позже смогли создать первую аналитическую многофункциональную машину, работающую при помощи перфокарт. Учитывая пристальное внимание ученых к этим устройствам, их модернизация проходила ускоренными темпами. В короткое время их оснастили электрическими реле и вакуумными лампами.

Долгий путь от первой ЭВМ до современного компьютера

В 1946 году миру была подарена первая ЭВМ. Правда, та машина была в разы больше современного компьютера и поглощала довольно большое количество электроэнергии. Вес первой ЭВМ составлял приблизительно 30 т. Пользоваться такими компьютерами позволяли себе только крупные, состоятельные компании и предприятия.

В начале 60-х годов, благодаря изобретению транзисторов, производители смогли выпустить первый мини-компьютер PDP-8. Компьютер оснастили оперативной памятью для хранения информации, информацию научились сохранять на магнитных дисках. Лидирующие позиции в выпуске ЭВМ на тот момент заняла компания IBM, которая до сегодняшнего дня остается крупнейшим производителем компьютеров в мире.

Знаковым событием в развитии персональных компьютеров является создание Биллом Гейтсом интерпретатора языка Basic «Альтаира», что дало возможность создавать разнообразные программы для компьютеров.

С момента создания «Альтаира» производство компьютеров начало носить массовый характер. Стало появляться множество производителей ПК и программного обеспечения к ним.

С этого момента основной упор делался на повышение качества и многофункциональности данной техники, что позволило человеку пользоваться многофункциональным и компактным «супер-устройством» - современным компьютером.

Когда появились первые компьютеры? Дать ответ на этот вопрос не так просто, поскольку нет одной единственно правильной классификации электронно-вычислительных машин, а также формулировок, что можно к ним относить, а что - нет.

Первое упоминание

Само слово "компьютер" было впервые документировано в 1613 году и означало человека, который выполняет расчеты. Но в XIX веке люди поняли, что машина никогда не устает работать, и она может выполнять работу гораздо быстрее и точнее.

Чтобы начать отсчет эры вычислительных машин, чаще всего берут 1822 год. Первый компьютер изобрел английский математик Чарльз Бэббидж. Он создал концепцию и приступил к изготовлению разностной машины, которая считается первым автоматическим устройством для вычислений. Она была способна подсчитывать несколько наборов чисел и делать распечатку результатов. Но, к сожалению, из-за проблем с финансированием Бэббидж так и не смог завершить ее полноценную версию.

Но математик не сдавался, и в 1837 году он представил первый механический компьютер, названный аналитической машиной. Это был самый первый компьютер общего назначения. В это же время началось его сотрудничество с Адой Лавлейс. Она переводила и дополняла его труды, а также сделала первые программы для его изобретения.

Аналитическая машина состояла из таких частей: арифметико-логического устройство, блок интегрированной памяти и устройство для контроля движения данных. Из-за денежных трудностей она также не был завершена при жизни ученого. Но схемы и разработки Бэббиджа помогли другим ученым, которые создавали первые компьютеры.

Спустя почти 100 лет

Как ни странно, за целый век вычислительные машины почти не продвинулись в своем развитии. В 1936-1938 годах немецкий ученый Конрад Цузе создал Z1 - это первый электромеханический программируемый двоичный компьютер. Тогда же, в 1936 году, Алан Тьюринг построил машину Тьюринга.

Она стала основой для дальнейших теорий о компьютерах. Машина эмулировала действия человека, следующего списку логических указаний, и печатала результат работы на бумажной ленте. Аппараты Цузе и Тьюринга — это первые компьютеры в современном понимании, без которых не появились бы компьютеры, к которым мы привыкли сегодня.

Все для фронта

Вторая мировая война повлияла и на развитие ЭВМ. В декабре 1943 году компания Tommy Flowers представила засекреченную машину под названием «Коллос», которая помогала британским агентам взламывать шифры немецких сообщений. Это был первый полностью электрический программируемый компьютер. О его существовании широкая общественность узнала лишь в 70-х годах. С тех пор ЭВМ привлекли внимание не только ученых, но и министерств обороны, которые активно поддерживали и финансировали их разработку.

Насчет того, какой цифровой компьютер считать первым, идут споры. В 1937-1942 годах профессор Айовского университета Джон Винсент Атанасов и Клифф Берри (аспирант) разрабатывали свой компьютер ABC. А в 1943-1946 Дж. Преспер Эккерт и Д. Мокли, ученые Пенсильванского университета, построили мощнейший ENIAC весом в 50 тонн. Таким образом, Атанасов и Берри создали свою машину раньше, но поскольку она так никогда и не была полностью функционирующей, то часто звание «самый первый компьютер» достается ENIAC.

Первые коммерческие образцы

С огромными габаритами и сложностью конструкции компьютеры были доступны только военным ведомствам и крупным университетам, которые собирали их самостоятельно. Но уже в 1942 г. К. Цузе начал работу над четвертой версией своего детища - Z4, и в июле 1950 года продал его шведскому математику Эдуарду Стиефелю.

А первые компьютеры, которые начали выпускаться массово, это модели с лаконичным названием 701, произведенные IBM 7 апреля 1953 года. Всего их было продано 19701 штук. Конечно же, это все еще были машины, предназначенные только для крупных учреждений. Для того чтобы стать действительно массовыми, им нужно было еще несколько важных совершенствований.

Так, в 1955 году 8 марта заработал «Вихрь» — компьютер, который был изначально задуман во времена Второй мировой войны в качестве тренажера для пилотов, но к моменту своего создания подоспевший к началу Холодной войны. Тогда он стал основой для разработки SAGE - подсистемы противовоздушной обороны, разработанной для автоматического наведения на цель самолетов-перехватчиков. Ключевыми особенностями «Вихря» стали наличие оперативной памяти объемом 512 байт и вывод графической информации на экран в режиме реального времени.

Технику в массы

Компьютер TX-O, представленный в 1956 году в Массачусетском технологическом институте, был первым, в котором использовались транзисторы. Это позволило сильно уменьшить стоимость и габариты техники.

Затем команда ученых, которые занимались разработкой TX-O, покинула институт, основала компанию Digital Equipment Corporation и в 1960 году представила компьютер PDP-1, начавший эру миникомпьютеров. Их размер был не больше одной комнаты или даже шкафа, и они были предназначены для более широкого круга клиентов.

Ну а первые компьютеры-десктопы стала выпускать компания Hewlett Packard в 1968 году.