Самый первый в мире компьютер: история разработки, дата создания. Кто первый в мире придумал и создал компьютер? Как выглядел первый компьютер, почему первые компьютеры занимали огромное пространство? Кто первый в мире изобрел компьютер? Когда, каком году
В 1641-1642 гг. девятнадцатилетний Блез Паскаль (1623-1662), тогда еще мало кому известный французский учёный, создает действующую вычислительную машину. Машина могла складывать и вычитать десятичные числа.
В 1673 году другой великий европеец, немецкий ученый В. Г. Лейбниц (1646-1716), создает счётную машину для сложения и умножения двенадцатиразрядных десятичных чисел. К зубчатым колесам он добавил ступенчатый валик, позволяющий осуществлять умножение и деление.
Первое поколение ЭВМ
Появление электронно-вакуумной лампы позволило претворить в жизнь идею
создания вычислительной машины. Она появилась в 1946 году в США для решения
задач и получила название ЭНИАК (ENIAK - Electronic Numerical Integrator and
Calculator, в переводе "электронный численный интегратор и калькулятор").
От неё начался отсчет пути, по которому пошло развитие ЭВМ.
В ЭВМ ЭНИАК было 20 тысяч электронных ламп, из которых ежемесячно заменялось
2000. За одну секунду машина выполняла 300 операций умножения или же
5000 сложений многоразрядных чисел.
Первая отечественная ЭВМ была создана в 1951 году под руководством академика
С. А. Лебедева, и называлась она МЭСМ (малая электронная счетная машина).
Затем в эксплуатацию вводятся БЭСМ-1 и БЭСМ-2
(большая электронная счетная машина).
Самой мощной ЭВМ 50-х годов в Европе стала советская ЭВМ М-20 с
быстродействием 20 тыс. оп/с, объем оперативной памяти-4000 машинных слов.
ЭВМ первого поколения успешно использовались для решения научно-технических
задач, в частности, в области космических иследований.
Электронная вычислительная машина БЭСМ-1
Второе поколение ЭВМ
В 60-е годы 20 века был изобретён транзистор, который пришёл на смену электронным лампам.
Это позволило изменить электронную базу ЭВМ на полупроводниковые элементы
(транзисторы, диоды), а также резисторы и конденсаторы более совершенной
конструкции. Один транзистор заменял 40 электронных ламп, работал с большей
скоростью, был дешевле и надежнее.
Средний срок его службы в 1000 раз превосходил продолжительность работы
электронных ламп.
Изменилась и технология соединения элементной базы.
Появились первые печатные платы-пластины из изоляционного материала,
например гетинакса, на которые специальная технология фотомонтажа позволяла
наносить токопроводящий материал. Для закрепления элементной базы на них имелись специальные гнезда.
Такая формальная замена одного типа элементов на другой существенно повлияла на
все характеристики ЭВМ: габариты, надежность, производительность, условия
эксплуатации, стиль программирования и работы на машине и пр.
Изменился технологический процесс изготовления ЭВМ.
К второму поколению относятся ЭВМ Минск-22, Минск-32, БЭСМ-6, CDC6600.
Производительность: до 1 млн операций в секунду.
Электронная вычислительная машина БЭСМ-6
Третье поколение ЭВМ
В 70-е годы 20 века появились интегральные микросхемы.
Такие схемы могут содержать десятки, сотни и тысячи транзисторов и других
элементов, которые физически неразделимы.
Первой ЭВМ, выполненной на интегральных схемах,
была IBM-360 фирмы IBM (International Busines Machine).
Она положила начало большой серии моделей, название которых начиналось
с IBM, а далее следовал номер.
Аналогичные ЭВМ стали выпускаться и в странах СЭВ (Совета экономической взаимопомощи)
Выпускались два семейства ЭВМ:
Электронная вычислительная машина IBM-360
Четвёртое поколение ЭВМ
Этот период характеризуется всевозможными новациями, приводящими к
существенным изменениям. Однако кардинальных, революционных перемен,
позволяющих говорить о смене поколений ЭВМ, пока не произошло.
Следует особо отметить одну из самых важных идей:
для обработки информации используется одновременно несколько
процессоров (мультипроцессорная обработка).
Новые технологии создания интегральных схем позволили разработать
в конце 70-х - начале 80-х годов ЭВМ четвертого поколения на больших
интегральных схемах (БИС), степень интеграции которых составляет десятки
и сотни тысяч элементов на одном кристалле. Наиболее крупным сдвигом в
электронно-вычислительной технике, связанным с применением БИС, стало
создание микропроцессоров. Первый микропроцессор был создан
фирмой Intel в 1971 году. На одном кристалле удалось сформировать минимальный по
составу аппаратуры процессор, содержащий 2250 транзисторов.
С появлением микропроцессора связано одно из важнейших событий в
истории вычислительной техники - создание и применение персональных ЭВМ,
что даже повлияло на терминологию. Название ЭВМ сейчас заменилось на всем
привычное слово - компьютер.
В 1977 году фирма "Эпл компьютер" (Apple Computer) наладила выпуск персональных
компьютеров "Apple" (от англ. "яблоко").В этом типе компьютера за основу был
взят принцип создания "дружественной" обстановки работы человека на ЭВМ,
когда при создании программного обеспечения одним из основных требований
стало обеспечение удобной работы пользователя. ЭВМ повернулась лицом к
человеку. Дальнейшее ее совершенствование шло с учетом удобства работы
пользователя.
Персональный компьютер Apple
Если раньше при эксплуатации ЭВМ был реализован принцип централизованной
обработки информации, когда пользователи концентрировались вокруг одной ЭВМ,
то с появлением персональных компьютеров произошло обратное движение -
децентрализация, когда один пользователь может работать с несколькими
компьютерами. В 1984 году фирмой IBM был разработан персональный компьютер
на базе микропроцессора 80286 фирмы Intel с шиной архитектуры промышленного стандарта - ISA (Industry Standart Architecture). С этого времени началась жесткая конкуренция нескольких корпораций по производству персональных компьютеров. Гонка в поиске все более и более совершенных технических характеристик всех устройств компьютера продолжается и по сей день. Каждый год требуется коренная модификация существующей модели.
Общее свойство семейства IBM PC - совместимость программного обеспечения
снизу вверх и принцип открытой архитектуры, предусматривающий возможность
дополнения имеющихся аппаратных средств без смены старых или их модификацию
без замены всего компьютера.
Современные ЭВМ превосходят компьютеры предыдущих поколений компактностью,
огромными возможностями и доступностью для разных категорий пользователей.
Компьютеры четвертого поколения развиваются в двух направлениях.
Первое направление - создание многопроцессорных вычислительных систем.
Второе - создание дешевых персональных компьютеров, как настольных,
так и переносных, а на их основе - компьютерных сетей.
Сегодняшнюю жизнь представить без компьютера уже невозможно, настолько плотно он вошел в сферы деятельности. Компьютером пользуются и ученики в первом классе, и разработчики новых технологий, он помогает оптимизировать рабочий процесс и хранит в себе огромное количество информации, хотя внешне представляет собой компактное устройство. Компьютерные технологии помогли облегчить процесс обработки данных и защитить персональную информацию от открытого доступа.
Правда, при столь весомых плюсах компьютеров, есть и то, что крайне беспокоит людей, главным образом это касается родителей. Появление компьютерных игр, особенно с усовершенствованной графикой, вызывает зависимость у детей, чаще всего школьного возраста. В этом случае родители вынуждены в прямом смысле «вести войну» с компьютером или даже вовсе отказываться от него, возвращая ребенка в реальный мир.
Но скоростью обработки информации, качественной графикой и компактными габаритами компьютеры отличались не всегда. Так давайте вспомним, как выглядел первый компьютер, когда изобрели ПК, и что представляла собой первая компьютерная игра.
Первый компьютер в мире
Самый первый программируемый компьютер был представлен миру 14 февраля 1946 года в Соединенных Штатах Америки – ENIAC. Он весил 30 тонн и содержал в себе 18 000 электронных ламп. Правда скорость машины составляла всего 5 000 операций в секунду. Суммарно эта модель компьютера проработала 9 лет.
Конечно, до 1946 года велись работы по созданию компьютеров, и даже были представлены подходящие варианты, но они не были доведены до практического использования.
Например, в 1912 году российский ученый А. Крылов разработал машину для решения дифференциальных уравнений.
Затем, в 1927 году в США изобрели первый аналоговый компьютер, а в 1938 году немецкий инженер Конрад Цузе создал программируемую механическую цифровую модель компьютера Z1, но она была пробной и претерпела ряд модернизаций. Уже в 1941 году появляется 3 вариант машины – Z3, который больше других напоминал современный компьютер, но все же требовал доработок.
В 1942 году в США также продолжалось создание электронного цифрового компьютера ABC, но модель не была закончена, поскольку разработчика Джона Атанасова призвали в армию. Недостроенную модель изучил Джон Мокли и приступил к созданию собственного компьютера – ENIAC и в 1946 году ученый завершил многолетнюю работу. ENIAC Мокли представлял собой компьютер, выполняющий задания, поставленные перед ЭВМ и обладающий двоичной системой исчисления, на которой построены и современные компьютеры.
Первый компьютер разрабатывался для решения задач в условиях войны и использовался армией Соединенных Штатов. Главной целью было автоматизирование расчетов при бомбометании артиллерией и авиацией. И если раньше для вычислений создавались многочисленные отделы, использующие логарифмические линейки, то с созданием ЭВМ исчезла необходимость расчетов таким медленным и сложным способом.
История создания персонального компьютера (ПК)
Конечно, создание ЭВМ стало первым толчком и к созданию персональных компьютеров, но все же у каждого из них было индивидуальное направление в развитии.
Как уже было отмечено, ЭВМ создавались в первую очередь для нужд армии, к тому же цены на них были завышенными ($4000-5000), а размеры компьютеров слишком габаритными. Поэтому идея создания персонального компьютера появилась довольно скоро. Уже в 1968 году советский инженер А. А. Горохов задумался о создании «Программируемого прибора интеллектора», который содержал в себе материнскую плату, видеокарту, устройство ввода и память. Однако Горохов не получил финансирования, и проект остался только на чертежах.
Определить точную дату появления ПК на практике оказалось сложно, поскольку создать его стремились не только ученые, но и любители, после того как в 70-х годах XX века в открытом доступе появились микросхемы и микропроцессоры. Но достоверно известно, что в 1975 году миру был представлен первый серийный ПК – Альтаир 8800. Правда внешне он представлял собой конструктор из отдельных блоков и схем, но все же по характеристикам специалисты относят его к персональному компьютеру.
В 1976 году был выпущен ПК, направленный на массовую продажу и использование – Apple I. С новым персональным компьютером в комплекте не шел только монитор, в остальном все составляющие современной модели уже присутствовали в компьютере от Apple. Уже в 1977 году этот недостаток был устранен, и компания стала выпускать модели с собственными мониторами.
В 1981 году другая компания по созданию компьютеров IBM представила новую модель ПК – IBM 5150, также в этом году появился первый персональный компьютер в Советском Союзе – НЦ-8010. Но ни одна из этих моделей не включала в себя компьютерную мышь. Она появилась только в составе нового ПК, разработчиком которого выступила компания Apple в 1983 году – Apple Lisa.
Правда эта модель была настолько дорогая, что не получила распространения. Учитывая предыдущий провал, в 1984 году Apple выпускает усовершенствованную модель Macintosh, ставшую настолько удачной, что ее устройство взяли за основу современного персонального компьютера.
Первая в мире игра на компьютере
Первая компьютерная игра появилась в 1962 году, разработчиками выступили программисты из Массачусетского технологического института, а идея принадлежала Стиву Расселу и Мартину Грецу, которые при знакомстве сошлись на почве увлечения научной фантастикой. Игра создавалась в свободное от работы время, сначала программистами была написана сама программа, а после в течение месяца ее воплощали в жизнь.
В итоге была создана первая компьютерная игра, получившая название Spacewar. Она представляла собой битву 2 космических кораблей, которые стреляли друг в друга ракетами. Игру создали на базе процессора PDP-1, который выполнял 100 000 операций в секунду и обладал оперативной памятью в 9 Кбайт.
Первая компьютерная игра "Spaceawars" Игра проходила следующим образом: на дисплей выводилась карта, представляющая собой звездное небо, на котором размещались боевые корабли. Противники управляли ими с помощью клавиатуры и джойстиков. Количество ракет для выстрелов были четко ограничено, и маневрировать от противника можно было только 2 способами – крутиться вокруг звезд, уходя от выстрела или совершать гиперпрыжок – во время него корабль на секунду исчезал с поля боя и внезапно появлялся в другой точке карты.
Стив Рассел и Мартин Грец играют в "Spaceawars" Хотя Spaceawars стала в том числе и первой коммерческой игрой, дохода создателям она не принесла, правда подарила славу и почет в узких кругах программистов. А вот последующие аналогичные компьютерные игры уже стали пользоваться популярностью и приносить большую прибыль создателям. К слову, одна из версий Spacewar и сегодня размещена в коллекции Computer Museum History Center в Калифорнии.
Сегодня исследования показывают, что компьютерные игры, при правильном подборе и грамотном использовании, даже оказывают положительный эффект на развитие детей. Разработчики уделяют внимание играм, направленным на развитие логического мышления и координации, а победа в таких играх развивает уверенность в себе у ребенка в будущем.
Но как уже было отмечено, не все компьютерные игры ведут к развитию сильных качеств в ребенке, а чрезмерное увлечение определенно негативно сказывается и на здоровье и на психике. Полностью отказываться от игр, конечно, неправильно, но стоит запастись альтернативными способами привлечения внимания детей, чтобы заинтересовать их и внешним миром.
Первый компьютер, первый персональный компьютер и даже первая компьютерная игра были зафиксированы на фото и сохранились до наших дней, их легко найти в Интернете в открытом доступе. Также снято большое количество интересных и информативных фильмов на эту тему, например, фильм от «Discovery», который размещен на канале YouTube.
Первое поколение ЭВМ
Первое поколение ЭВМ создавалось на электронных лампах в период с 1944 по 1954 гг.
Электронная лампа – это прибор, работа которого осуществляется за счет изменения потока электронов, двигающихся в вакууме от катода к аноду.
Движение электронов происходит за счет термоэлектронной эмиссии – испускания электронов с поверхности нагретых металлов. Дело в том, что металлы обладают большой концентрацией свободных электронов, обладающих различной энергией, а, следовательно, и скоростями движения. По мере нагревания металла энергия электронов возрастает, и некоторые из них преодолевают потенциальный барьер на границе металла.
Принцип работы электронной лампы следующий. Если на вход лампы подается логическая единица (например, напряжение 2 Вольта), то на выходе с лампы мы получим либо логический ноль (напряжение менее 1В), или логическую единицу (2В). Логическую единицу получим, если управляющее напряжение отсутствует, так как ток беспрепятственно пройдет от катода к аноду. Если же на сетку подать отрицательное напряжение, то электроны, идущие от катода к аноду, будут отталкиваться от сетки, и, в результате, ток протекать не будет, и на выходе с лампы будет логический ноль. Используя этот принцип, строились все логические элементы ламповых ЭВМ.
В простейшем случае катодом служит нить из тугоплавкого металла (например, вольфрама), накаливаемая электрическим током, а анодом – небольшой металлический цилиндр. При подаче напряжения на катода под действием термоэлектронной эмиссии с катода начнут исходить электроны, которые в свою очередь будут приниматься анодом.
Применение электронных ламп резко повысило вычислительные возможности ЭВМ, что способствовало быстрому переходу от первых автоматических релейных вычислительных машин к ламповым ЭВМ первого поколения.
Однако, не обошлось без проблем. Использование электронных ламп омрачала их низкая надежность, высокое энергопотребление и большие габариты. Первые ЭВМ были поистине гигантских размеров и занимали несколько комнат в научно-исследовательских институтах. Обслуживание таких ЭВМ было крайне сложным и трудоемким, постоянно выходили из строя лампы, происходили сбои при вводе данных, и возникало множество других проблем. Не менее сложными и дорогостоящими приходилось делать и системы питания (нужно было прокладывать специальные силовые шины для обеспечения питания ЭВМ и делать сложную разводку, чтобы подвести кабели ко всем элементам), и системы охлаждения (лампы сильно грелись, от чего еще чаще выходили из строя).
Несмотря на это, конструкция ЭВМ быстро развивалась, скорость вычисления достигала нескольких тысяч операций в секунду, емкость ОЗУ – порядка 2048 машинных слов. В ЭВМ первого поколения программа уже хранилась в памяти, и использовалась параллельная обработка разрядов машинных слов.
Создаваемые ЭВМ, в основном, были универсальными и использовались для решения научно-технических задач. Со временем производство ЭВМ становится серийным, и они начинают использоваться в коммерческих целях.
В этот же период происходит становление архитектуры Фон-неймановского типа, и многие постулаты, нашедшие свое применение в ЭВМ первого поколения, остаются популярными и по сей день.
Основные критерии разработки ЭВМ, сформулированные Фон-Нейманом в 1946 году, перечислены ниже:
1. ЭВМ должны работать в двоичной системе счисления;
2. все действия, выполняемые ЭВМ, должны быть представлены в виде программы, состоящей из последовательного набора команд. Каждая команда должна содержать код операции, адреса операндов и набор служебных признаков;
3. команды должны храниться в памяти ЭВМ в двоичном коде, так как это позволяет:
а) сохранять промежуточные результаты вычислений, константы и другие числа в том же запоминающем устройстве, где размещается программа;
б) двоичная запись команд позволяет производить операции над величинами, которыми они закодированы;
в) появляется возможность передачи управления на различные участки программы, в зависимости от результатов вычислений;
4. память должна иметь иерархичную организацию, так как скорость работы запоминающих устройств значительно отстает от быстродействия логических схем;
5. арифметические операции должны выполняться на основе схем, выполняющих только операции сложения, а создание специальных устройств – нецелесообразно;
6. для увеличения быстродействия необходимо использовать параллельную организацию вычислительного процесса, т.е. операции над словами будут производиться одновременно во всех разрядах слова.
Стоит отметить, что ЭВМ первого поколения создавались не с нуля. В то время уже были наработки в области построения электронных схем, например, в радиолокации и других смежных областях науки и техники. Однако, наиболее серьезные вопросы были связаны с разработкой запоминающих устройств. Ранее они практически не были востребованы, поэтому какого-либо серьезного опыта в их разработки накоплено не было. Следовательно, каждый прорыв в разработке запоминающих устройств приводил к серьезному шагу вперед в конструировании ЭВМ, так как разработка быстродействующей и емкой памяти – это неотъемлемое условие разработки мощной и быстродействующей ЭВМ.
Первые ЭВМ использовали в качестве запоминающего устройства – статические триггеры на ламповых триодах. Однако, получить запоминающее устройство на электронных лампах приемлемой емкости требовало неимоверных затрат. Для запоминания одного двоичного разряда требовалось два триода, при этом для сохранения информации они должны были непрерывно потреблять энергию. Это, в свою очередь, приводило к серьезным выделениям тепла и катастрофическому снижению надежности. В результате, запоминающее устройство было крайне громоздким, дорогим и ненадежным.
В 1944 году начал разрабатываться новый тип запоминающих устройств, основанный на использовании ультразвуковых ртутных линий задержки. Идея была заимствована из устройства уменьшения помех от неподвижных предметов и земли, разработанного для радаров во время Второй Мировой Войны.
Чтобы убрать неподвижные объекты с экрана радара отражённый сигнал разделяли на два, один из которых посылался непосредственно на экран радара, а второй задерживался. При одновременном выводе на экран нормального и запаздывающего сигналов любое появлявшееся из-за задержки и обратной полярности совпадение стиралось, оставляя только подвижные объекты.
Задержка сигнала осуществлялась с помощью линий задержки - наполненных ртутью трубок с пьезокристаллическим преобразователем на концах. Сигналы от радарного усилителя посылались на пьезокристалл в одном конце трубки, и тот, получая импульс, генерировал небольшое колебание ртути. Колебание быстро передавалось на другой конец трубки, где другой пьезокристалл его инвертировал и передавал на экран.
Ртуть использовалась, потому что её удельное акустическое сопротивление почти равно акустическому сопротивлению пьезокристаллов. Это минимизировало энергетические потери, происходящие при передаче сигнала от кристалла к ртути и обратно.
Для использования в качестве памяти, ртутные линии задержки были несколько доработаны. На принимающем конце трубки был установлен повторитель, который посылал входной сигнал обратно на вход линии задержки, таким образом, импульс, посланный в систему хранения данных, продолжал циркулировать в линии задержки, а, следовательно, сохранялся бит информации до тех пор, пока было электропитание.
Каждая линия задержки сохраняла не один импульс (бит данных), а целый набор импульсов, количество которых определялось скоростью прохождения импульса через ртутную линию задержки (1450 м/с), длительностью импульсов, интервалом между ними и длинной трубки.
Впервые такое устройство хранения данных было использовано в английской ЭВМ – ЭДСАК, вышедшей в свет в 1949 году.
Память на ртутных линиях задержки была огромным шагом вперед, по сравнению с памятью на ламповых триодах, и привела к скачку в развитии вычислительной техники. Однако, она обладала рядом серьезных недостатков:
1. линии задержки требовали строгой синхронизации с устройством считывания данных. Импульсы должны были поступать на приёмник именно в тот момент, когда компьютер был готов считать их;
2. для минимизации энергетических потерь, происходящих при передаче сигнала в линии задержки, ртуть надо содержать при температуре в 40°C, так как при этой температуре ртути удается достигнуть максимального согласования акустических сопротивлений ртути и пьезокристаллов. Это тяжелая и некомфортная работа;
3. изменение температуры ртути также приводило к уменьшению скорости прохождения звука. Приходилось поддерживать температуру в строго заданных рамках, либо регулировать тактовую частоту компьютера, подстраиваясь под скорость распространения звука в ртути при текущей температуре;
4. сигнал мог отражаться от стенок и концов трубки. Приходилось применять серьезные методы для устранения отражений и тщательно настраивать положение пьезокристаллов;
5. скорость работы памяти на ртутных линиях задержки была невелика и ограничивалась скоростью звука в ртути. В результате, она была слишком медленной и значительно отставала от вычислительных возможностей ЭВМ, что сдерживало их развитие. В результате, скорость ЭВМ с памятью на ультразвуковых ртутных линиях задержки составляла несколько тысяч операций в секунду;
6. ртуть – чрезвычайно токсичный и дорогой материал, применение которого связано с необходимостью соблюдения жестких норм безопасности.
Поэтому требовалась новая, более быстрая память для продолжения развития ЭВМ. Вскоре, после создания первой ЭВМ на ультразвуковых ртутных линиях задержки, начались работы по исследованию нового типа памяти, использующего электронно-лучевые трубки, представляющие собой модификацию осциллографических трубок.
Впервые, способ хранения данных с помощью электронно-лучевых трубок был разработан в 1946 году Фредериком Уильямсом. Изобретение Уильямсона могло сохранять всего один бит и работало следующим образом.
С помощью электронно-лучевой трубки пучок электронов фокусировался на участке пластины, покрытой специальным веществом. В результате, этот участок под действием вторичной эмиссии испускал электроны и приобретал положительный заряд, который сохранялся доли секунды, даже после отключения луча. Если через короткие интервалы времени повторять бомбардировку электронами, то заряд участка можно сохранять столько, сколько потребуется.
Если же луч, не отключая, чуть передвинуть на соседний участок, то электроны, испущенные соседним участком, будут поглощены первым участком, и он примет нейтральный заряд.
Таким образом, в ячейку, состоящую из двух смежных участков, можно быстро записывать 1 бит информации. Ячейка без заряда – 1, ячейка с положительным зарядом – 0.
Для считывания сохраненного бита информации, с противоположной стороны пластины прикреплялись электроды, измеряющие величину изменения заряда ячейки, а сама ячейка подвергалась повторному воздействию лучом электронов. В результате, независимо от первоначального состояния, она получала положительный заряд. Если ячейка уже имела положительный заряд, то изменение ее заряда было меньше, чем, если бы она имела нейтральный заряд. Анализируя величину изменения заряда, определяли значение сохраненного в этой ячейке бита.
Однако, процесс считывания данных уничтожал информацию, сохраненную в ячейке, поэтому после операции чтения приходилось повторно записывать данные. В этом процесс работы с памятью на электронно-лучевых трубках был очень похож на работу с современной динамической памятью.
Первый компьютер с такой памятью появился летом 1948 года и позволял сохранять до тридцати двух тридцати двух разрядных двоичных слов.
Со временем память на электронно-лучевых трубках была заменена памятью с магнитными сердечниками. Этот тип памяти был разработан Дж. Форрестером и У. Папяном, и введен в эксплуатацию в 1953 году.
Память на магнитных сердечниках хранила данные в виде направления намагниченности небольших ферритовых колец. Каждое кольцо сохраняло 1 бит информации, а вся память представляла собой прямоугольную матрицу.
В простейшем случае устройство памяти было следующим.
Вдоль строк матрицы через кольца пропускались провода возбуждения (на рисунке они выделены зеленым цветом). Аналогичные провода пропускались через кольца вдоль столбцов матрицы (синий цвет).
Ток, проходящий через эти провода, устанавливал направление намагниченности колец. Причем, сила тока была такова, что один провод не мог изменить направление намагниченности, а, следовательно, направление намагниченности изменялось только в кольце, находящемся на пересечении красного и синего провода. Это было необходимо, так как на каждый провод возбуждения было нанизано несколько десятков ферритовых колец, а изменять состояние нужно было только в одном кольце.
Если в выбранном кольце изменять состояние намагниченности не требовалось, то подавали ток в провод запрета (красный цвет) в направлении, противоположном току в проводах возбуждения. В результате, сумма токов была недостаточной для изменения намагниченности кольца.
Таким образом, в каждом колечке могли храниться 1 или 0, в зависимости от направления намагниченности.
Для считывания данных с выбранного ферритового кольца, на него по проводам возбуждения подавались такие импульсы тока, что их сумма приводила к намагниченности кольца в определенном направлении, независимо от первоначального намагничивания.
При изменении намагниченности кольца в проводе считывания возникал индукционный ток. Измеряя его, можно было определить, насколько изменилось направление намагниченности в кольце, а, следовательно, узнать хранимое им значение.
Как видите, процесс считывания уничтожал данные (также, как и в современной динамической памяти), поэтому после считывания было необходимо заново записать данные.
Вскоре, этот тип памяти стал доминирующим, вытеснив электронно-лучевые трубки и ультразвуковые ртутные линии задержки. Это дало еще один скачок в производительности ЭВМ.
Дальнейшее развитие и совершенствование ЭВМ позволило им прочно занять свою нишу в области науки и техники.
К числу передовых ЭВМ первого поколения можно отнести:
ENIAC - первый широкомасштабный электронный цифровой компьютер, созданный в 1946 году по заказу армии США в лаборатории баллистических исследований для расчётов таблиц стрельбы. В эксплуатацию введен 14 февраля 1946 года;
EDVAC - одна из первых электронных вычислительных машин, разработанная в лаборатории баллистических исследований армии США, представленная публике в 1949 году;
EDSAC - электронная вычислительная машина, созданная в 1949 году в Кембриджском Университете (Великобритания) группой во главе с Морисом Уилксом;
UNIVAC - универсальный автоматический компьютер, созданный в 1951 году Д. Моучли и Дж. Преспер Эккерт;
IAS - ЭВМ Института Перспективных Исследований, разработанная под руководством Дж. Неймана в 1952 году;
Whirlwind – ЭВМ, созданная в Массачусетском Технологическом Университете в марте 1951 года;
МЭСМ - Малая Электронная Счетная Машина – первая отечественная ЭВМ, созданная в 1950 году С.А. Лебедевым;
БЭСМ - Большая Электронная Счетная Машина, разработанная Институтом Точной Механики и Вычислительной Техники Академии наук СССР.
Все эти и многие другие вычислительные машины первого поколения подготовили надежную стартовую площадку для победного марша ЭВМ по всему миру.
Стоит отметить, что не было резкого перехода от ЭВМ первого поколения на электронных лампах к ЭВМ второго поколения на транзисторах. Электронные лампы постепенно заменялись, вытесняясь твердотельными транзисторами. В первую очередь, были вытеснены электронные лампы из устройств хранения данных, а затем постепенно они вытеснялись из арифметико-логических устройств.
Слева, схематично изображен переход от чисто ламповых ЭВМ к ЭВМ второго поколения.
За время существования ламповых ЭВМ их структура, изображенная на рисунке ниже, не претерпела серьезных изменений. Переход ко второму поколению ЭВМ также не внес существенных изменений в их структурное построение. В основном, изменилась только элементная база. Серьезные изменения структуры построения ЭВМ начались ближе к третьему поколению ЭВМ, когда начали появляться первые интегральные схемы.
С помощью устройства ввода данных (УВв), в ЭВМ вводились программы и исходные данные к ним. Введенная информация целиком или полностью запоминалась в оперативном запоминающим устройстве (ОЗУ). Затем, при необходимости, она заносилась во внешнее запоминающее устройство (ВЗУ), откуда по мере надобности могла подгружаться в ОЗУ.
После ввода данных или считывания их из ВЗУ, программная информация, команда за командой, считывалась из ОЗУ и передавалась в устройство управления (УУ).
Устройство управления дешифрировало команду, определяло адреса операндов и номер следующей команды, которую нужно было считать из ОЗУ. Затем, путем принудительной координации всех элементов ЭВМ, УУ организовывало исполнение команды и запрашивало следующую. Цепи сигналов управления показаны на рисунке штриховыми линиями.
Арифметико-логическое устройство (АЛУ) выполняло арифметические и логические операции над данными. Основной частью АЛУ является вычислительное ядро, в состав которого входят сумматоры, счетчики, регистры, логические преобразователи и др.
Промежуточные результаты, полученные после выполнения отдельных команд, сохранялись в ОЗУ. Результаты, полученные после выполнения всей программы вычисления, передавались на устройство вывода (УВыв). В качестве УВыв использовались: экран дисплея, принтер, графопостроитель и т.д.
Как видно из приведенной выше структурной схемы, ЭВМ первого поколения имели сильную централизацию. Устройство управления отвечало не только за выполнение команд, но и контролировало работу устройств ввода и вывода данных, пересылку данных между запоминающими устройствами и другие функции ЭВМ. Также были жестко стандартизированы форматы команд, данных и циклов выполнения операций.
Все это позволяло несколько упростить аппаратуру ЭВМ, ужасно сложную, громоздкую и без изысков организации вычислительного процесса, но значительно сдерживало рост их производительности.
Первая ЭВМ на электронных лампах была создана в США и называлась ЭНИАК. Она оказала существенное влияние на направление развития вычислительной техники. Вскоре, за примером США последовали и многие другие промышленно-развитые страны (Великобритания, Швейцария, СССР и др.), уделявшие развитию вычислительной техники в послевоенный период много внимания.
Однако, наибольшее значение в развитии вычислительной техники оказали исследования, проводимые в США, СССР и Великобритании. В других же странах, например во Франции, ФРГ, Японии, ЭВМ, относящиеся к первому поколению, не получили серьезного развития. В частности, для ФРГ, Испании и Японии даже трудно отделить рамки перехода от ЭВМ первого поколения к ЭВМ второго поколения, так как, наряду с первыми ламповыми ЭВМ, в конце пятидесятых годов начинали создаваться и первые ЭВМ на полупроводниковой основе.
Список используемой литературы
1. История развития вычислительной техники. Ланина Э.П. ИрГТУ, Иркутск – 2001 г.
2. Развитие вычислительной техники. Апокин И.А. М., "Наука", 1974 г.
3. Курс физики. Трофимова Т.И. Москва "Высшая школа", 2001 г.
В апреле 2012 года аналитики насчитали в интернете 676 919 707 сайтов. А самый первый сайт появился всего лишь в 1990 году и был мало похож на современные веб-страницы.
Как известно, самые первые компьютерные сети начали создавать еще в 1960-х гг. на основе существовавших тогда кабельных линий и каналов радиопередачи военные и правительственные организации США. Интернета, к которому сегодня все мы так привыкли, еще не существовало, а его «прообразом» была сеть ARPAnet.
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации
В 1970-х гг., когда сеть ARPAnet насчитывала уже целых 15 узлов, появилась электронная почта: в 1971 г. был разработан соответствующий протокол, символ @ стал неотъемлемой частью адреса e-mail, а в 1972 г. Рэй Томлинсон создал первый почтовый клиент, который поставлялся вместе с операционной системой TENEX.
Интернет же «родился» в 1983 г., когда с 1 января был принят единый протокол TCP/IP. Но пока речь шла лишь о создании глобальной сети передачи информации. Что же касается до сервиса WWW, который сегодня многие отождествляют с Интернетом вообще, то до его появления оставалось ждать еще целых 8 лет.
Самый первый в мире (и в истории человечества!) сайт был создан в мае 1990 г. сотрудником Европейского Центра по ядерным исследованиям (CERN) Тимоти Джоном Бернесом-Ли (который за год до этого разработал концепцию протокола HTTP и системы унифицированных адресов ресурсов URL) и его коллегой Робертом Кайо. Этот сайт имел доменное имя info.cern.ch. Данный URL существует до сих пор, – однако сегодня там размещена «мемориальная» web-страничка, посвященная истории «рождения» сервиса WWW. А копию (скриншот) самого первого сайта можно найти по адресу: http://info.cern.ch/LMBrowser.html .
Интерфейс самого первого сайта, как видно, очень простой. Самый первый браузер (тоже, кстати, созданный Бернесом-Ли) еще не умел работать с компьютерной графикой (а тем более – с мультимедиа), так что сайт был чисто текстовый. Некоторые слова в этом тексте завершались записанными в квадратных скобках порядковыми номерами: это были гиперссылки. Для перехода по ним требовалось вводить с клавиатуры соответствующие числа – от 1 до 45 (именно столько было ссылок на этой самой первой web-странице). А в самом низу располагалась строка с подсказкой и командной строкой (как в MS-DOS); она присутствовала на экране постоянно, а остальные строки – собственно web-документ – можно было прокручивать на экране вверх-вниз.
Сервер, на котором был размещен этот сайт, представлял собой компьютер NeXT со следующими аппаратными характеристиками (это справочные характеристики подобных компьютеров NeXT; точные параметры самого первого web-сервера, к сожалению, не сохранились):
Процессор – Motorola 68030 (32-бит, 24 МГц);
ОЗУ – от 8 до 64 Мб ();
Жесткий диск – 330 или 660 Мб;
Магнитооптический диск – 256 Мб;
Сетевой адаптер – 10Base-2 Ethernet.
Впрочем, Тимоти Бернес-Ли изначально разработал протокол HTTP и язык HTML с учетом возможности отображения графики, форматирования текста и выделения непосредственно в нем ссылок, по которым достаточно щелкнуть мышкой. Даже воспроизведение звука и видео по гиперссылкам уже было заложено в эти теоретические разработки изначально. Однако самый первый графический браузер Mosaic появился только в 1993 г., когда в World Wide Web уже насчитывалось более 100 сайтов.
(По материалам сайтов http://zarabotokwmz.ru/raznoe/pervyj-v-mire-sajt.html и http://info.cern.ch)
Иллюстрации:
1. HTTP – протокол передачи гипертекста, который используется во Всемирной паутине для передачи информации с веб-сайтов.
2. Тимоти Джон Бернес-Ли: создатель World Wide Web – протокола HTTP, языка HTML, первого web-сайта, первых браузера и html-редактора.
3. Первая страничка из технического предложения, написанного Бернесом-Ли в 1989 г.
4. Копия (скриншот) самого первого в мире сайта
5. Браузер + редактор сайтов, реализованный Бернесом-Ли на компьютере NeXT.
6. Аналогичный скриншот, сделанный в 1993 г.
7. Так выглядел первый в мире web-сервер.
8. Роберт Кайо – коллега Тимоти Бернеса-Ли, соавтор создания первого в мире web-сайта и самый первый в мире web-серфер.
