Історія розвитку ЕОМ

Розвиток електронної обчислювальної техніки був із вдосконаленням елементної бази. Коротко про історію створення ЕОМ та етапи її розвитку написано в цій статті.

Коли почалася історія розвитку ЕОМ

Історія розвитку ЕОМ бере свій початок у 30-х роках 20 століття. Еволюція електронно-обчислювальних машин тісно пов'язана із модернізацією елементної бази: від електромеханічних реле та електронних ламп до сучасних високошвидкісних мікропроцесорів.

Машини на електронних реле

У середині 30-х років минулого століття було розроблено модель першого обчислювача, побудованого на електромеханічних реле. Розробка обчислювальної машини, що працює на двійковому принципі та вміє обробляти числа з плаваючою комою німецького інженера Конрада Цузе, отримала визнання та підтримку з боку Дослідницького інституту аеродинаміки та з успіхом застосовувалася при виконанні розрахунків для керованих ракет.

Паралельно німецьким розробкам США також проводилися роботи зі створення релейних обчислювальних машин. Так, американський математик Джордж Штібітц запропонував ідею створення обчислювальної моделі на телефонних реле для виконання операцій з комплексними числами. Інший американець Говард Айкен разом із групою інженерів фірми IBM розробив робочий варіант комп'ютера «Марк – 1».

Мал. 1. Конрад Цузе, Джордж Штібіц, Говард Айкен.

Обчислювальні машини на електронних лампах

У 40-х роках минулого століття було розроблено та впроваджено до використання перший комп'ютер, побудований на електронних лампах з програмним управлінням ENIAC.

Проект обчислювального пристрою був розроблений американським фізиком Джоном Моучлі, і за підтримки Балістичної дослідницької лабораторії армії США було розпочато роботи зі створення обчислювального комплексу ENIAC. Дані в такий пристрій вводилися за допомогою перфокарт, команди програми набиралися на спеціальних панелях введення через штекерне з'єднання.

ENIAC займав ціле приміщення площею понад 130 квадратних метрів та у своєму складі налічував понад 18 тисяч електронних ламп.

ЕОМ на напівпровідникових пристроях

Першим напівпровідниковим комп'ютером вважається машина TX-0 (tixo) з 16-бітною адресацією, створена 1955 року. Tixo була повністю виконана на транзисторній базі з пам'яттю на магнітних осердях.

Найбільш продуктивними комп'ютерами на транзисторній логіці вважалися британський Atlas американські Stretch і CDC-6600 і наш радянський БЭСМ-6.

Комп'ютери на мікросхемах та мікропроцесорах

Найкращі характеристики обчислювальної потужності та ефективності обробки великих масивів інформації мають комп'ютери, виконані на інтегральних мікросхемах.

Мікропроцесори – основа сучасних комп'ютерів. Перші мікропроцесорні комп'ютери базувалися на 8-розрядних процесорах Intel-8080.

Створення персонального комп'ютера у звичному нам вигляді пов'язані з ім'ям підприємця Стівена Джобса. За його участю було налагоджено масове виробництво персонального комп'ютера Apple II.

Комп'ютер Apple II мав величезний успіх у покупців і приносив колосальний дохід виробникам протягом 15 років.

Комп'ютери в сучасному вигляді далеко пішли від своїх прабатьків.Сучасні технології дозволяють пред'являти високі вимоги як до продуктивності, так і до дизайну комп'ютерних обчислювальних пристроїв.

Що ми дізналися?

Історія розвитку ЕОМ бере свій початок із 30 років минулого століття із створення обчислювальних пристроїв, зібраних на електромагнітних реле. Перші комп'ютери мали низьку продуктивність та мали величезні розміри. З удосконаленням елементної бази покращувалися параметри комп'ютерів. Найбільш високопродуктивними комп'ютерами є ЕОМ мікропроцесорах.

Історія обчислень: хто створив першу ЕОМ?

Без цих предків сучасних комп'ютерів було б можливе більшість сучасних звичних нам технологій. Ось хто за ними стоїть.

Історія розвитку обчислювальної техніки налічує безліч віх та відкриттів. Однак хто ж винайшов першу обчислювальну машину і як вона з'явилася?

Хто вигадав ЕОМ?

Перші кроки у створенні обчислювальних машин було зроблено XVII столітті. Математик та філософ Блез Паскаль розробив першу механічну лічильну машину, яка стала прабатьком сучасних обчислювальних пристроїв. Ця машина була призначена для виконання арифметичних операцій, таких як додавання та віднімання.

У XIX столітті англійський математик Чарльз Беббідж зробив значний внесок у розвиток обчислювальної техніки. Він розробив проект аналітичної машини, яка була першою спробою створення універсальної обчислювальної машини. Однак, через фінансові та технічні проблеми проект не був реалізований повною мірою.

Наприкінці XIX століття американський винахідник Герман Холлеріт створив перфокартову машину, яка використовувалася для обробки інформації та складання статистичних звітів.Це був важливий крок у розвитку обчислювальної техніки та попередник сучасних комп'ютерів.

Однак першою електронною обчислювальною машиною вважається ЕНІАК (Electronical Numerical Integrator and Calculator), розробка якої почалася в 1943 році.

Таким чином, перша обчислювальна машина була винайдена Блезом Паскалем у XVII столітті.

Мережеве видання TechInsider
Засновник ТОВ «Фешн Прес»: 119435, м. Москва, Великий Саввінський пров., Д. 12, стор 6, поверх 3, прим.
Адреса редакції: 119435, м. Москва, Великий Саввінський пров., Д. 12, стор 6, поверх 3, прим.
Головний редактор: Василенок Микита Олександрович
Адреса електронної пошти у редакції: [email protected]
Номер телефону редакції: +7 (495) 252-09-99
Знак інформаційної продукції: 16+
Мережеве видання зареєстроване Федеральною службою з нагляду у сфері зв'язку, інформаційних технологій та масових комунікацій, реєстраційний номер та дата прийняття рішення про реєстрацію: серія ЕЛ № ФС 77 - 84123 від 09 листопада 2022 р.

© 2007 - 2024 ТОВ «Фешн Прес»
При розміщенні матеріалів на Сайті Користувач безоплатно надає ТОВ «Фешн Прес» невиключні права на використання, відтворення, розповсюдження, створення похідних творів, а також на демонстрацію матеріалів та доведення їх до загальної інформації.

Історія електронної обчислювальної техніки у СРСР

Якби тільки Джон фон Нейман у 40-х роках XX століття знав, наскільки інакше виглядатиме світ через сімдесят років. У тому числі завдяки його значному внеску у створення та розвиток теорії ЕОМ. А без цієї техніки було б неможливо запустити людину в космос, щодо достовірно передбачити погоду, аналізувати ринки та проводити інші складні обчислення, на які у звичайних людей раніше витрачалися цілі місяці, якщо не роки. Так, зараз у кожного з нас у кишені лежить мобільний телефон з неймовірною швидкістю та об'ємом обчислень, але раніше для цього були необхідні громіздкі шафи з дорогою і дуже ненадійною технікою. Про те, як вчені розвивали обчислювальну техніку та яких успіхів зміг досягти СРСР у цій сфері, я постараюся коротко розповісти у цій статті. Думаю, ніхто з читачів не сумнівається в тому, що найпершими замовниками ЕОМ були держава та армія, які мали гроші на створення та запуск у серійне виробництво величезних обчислювальних машин. Найперші з них використовувалися американцями при розробці термоядерної бомби вже після знищення Хіросіми та Нагасакі. Але ці машини були лише одиничними розробками, а нас тут насамперед цікавлять найпомітніші серійні моделі, оскільки лише за допомогою масовості вони могли принести найбільшу користь суспільству. Наголошую, саме масовості. Ви можете створити найпотужніший у світі суперкомп'ютер, але абстрактному інженеру Анатолію на якомусь провінційному заводі вона особливої ​​користі не принесе. Як він у кращому разі вважав на примітивних обчислювальних машинах, так він до пенсії і сидітиме за ними. І це в кращому випадку, коли ця обчислювальна машина у нього є.Тому для рівномірнішого розвитку виробництв необхідна нехай і не найпотужніша, зате проста і надійна техніка, щоб навіть баба Клава з бухгалтерії, яка розпочала свій кар'єрний шлях ще за Миколи II, змогла її використовувати з добрими цілями. А тепер просто до трохи складного. Технічною основою автоматизації обчислень для першого покоління ЕОМ стали вакуумні лампи (так, ті самі, саме з їхньою допомогою цінителі музики домагаються «лампового» звучання), у яких за допомогою роботи з напругою можна було створити двійкову систему обчислення (тобто в ній існують тільки 0 і 1, а інші літери, цифри і т.п. стандартом і в наш час), що була одним із основних елементів архітектури фон Неймана. Однак вони мали три явні проблеми: великий розмір, велике енергоспоживання та низька надійність. Причому останнє створювало додаткові проблеми, оскільки не завжди можна було визначити, наскільки правильні дані видає машина, адже в кожній було по кілька тисяч ламп, а поломка однієї вже давала помилку в обчисленнях. І якщо у питанні сільського господарства плюс мінус десяток кілограм добрив погоди не робили, то ось під час розмови про ядерну сферу, медицину та дослідження космосу про відхилення не може йтися й мови, бо ціна помилки зростає в мільйони разів. Але працювали з тим, що є, оскільки можливість широкомасштабного використання значно прогресивніших транзисторів в ЕОМ ще лише опрацьовувалася. Так "зсередини" виглядала перша радянська ЕОМ МЕСМ.Усі схеми даної машини перебували не в стійках чи шафах, як це стало прийнято пізніше, а були розвішані по стінах приміщення. Найпершою радянською ЕОМ стала розробка київського Інституту електротехніки Академії наук УРСР під керівництвом академіка Сергія Лебедєва під назвою МЕСМ – мала лічильна електронна машина. Так, вона виконувала лише 50 операцій на секунду при 25 кВт споживання (6 000 вакуумних ламп), але для першої ЕОМ країни це було цілком непогано. Паралельно з Києвом йшла розробка в Москві, а згодом і в Ленінграді, Мінську, Єревані, Пензі. Після переведення академіка Лебедєва до Москви до 1953 року було завершено БЭСМ - велика електронна лічильна машина, яка могла виконувати вже до 10 000 операцій на секунду при енергоспоживання в 35 кВт на 5 000 вакуумних ламп, що було неймовірним досягненням на той час, та її дочка , яка пішла в серію, БЕСМ-2 та всі 20 000 операцій на секунду. Ця модель започаткувала цілу серію ЕОМ, яка продовжилася вже в транзисторну еру в цивільній і військовій сферах. Якщо вже я говорю про транзисторів, то спочатку необхідно пояснити, в чому був сенс у переході на них. У порівнянні зі старими-добрими лампами вони були дорожчими, але при цьому споживали менше енергії, мали більшу продуктивність та менші габарити при підвищеній надійності. А що означає зменшення габаритів? Правильно, в той же обсяг можна помістити ще більше обладнання, підвищивши його ефективність. Однак для цього обладнання знадобиться і нове охолодження, тому що однієї проточної вентиляції вже не вистачить.Якщо у вас техніка виконує мільйон операцій на секунду, то тут навіть відкрита кватирка і махання дверима не допоможуть, тому стали з'являтися системи водяного, а на заході і фреонового охолодження, які було простіше монтувати, ніж громіздкі вентиляції, що прокачують сотні кубометрів повітря на годину. Академік Сергій Олексійович Лебедєв, один із засновників та найвидатніших діячів вітчизняної инфоматики Повертаючись до транзисторної частини серії БЕСМ. модифікації використовувалися у військах ППО та ПРО, а остання версія у 1975 навіть стала частиною зенітно-ракетного комплексу С-300. Ось начебто все так добре складається: зростає продуктивність техніки, впроваджуються нові технології. Правильно, він був. .З усіх цивільних машин серії БЭСМ за сотню перевалила тільки серія БЭСМ-6, яких за 19 років випуску створили 355 штук. Так, були ще серії пензенські «Урал», білоруські «Весна», «Мінськ», «Сніг», єреванські «Наїрі», київські «Мир» та низка інших моделей, але вони все ще не могли забезпечити величезну країну достатньою. Крім малої кількості самих станцій ще існувала проблема з їх моделлю поширення: їх неможливо було просто купити: в СРСР усі ЕОМ розподілялися за узгодженням з вищими структурами.IBM-704 (1954 рік) розійшлася в кількості 140 примірників при приблизно продуктивності в 40 000 операцій на секунду в 1954 році (проти радянських 20 000 на БЭСМ-2 того ж періоду). І це лише окремі представники американських лінійок ЕОМ. А були ще англійські. Окрім чисельної переваги існувала і потужна: про перший у світі американський серійний суперкомп'ютер CDC 6600 (1963 рік, тобто на 5 років раніше запуску в серію неймовірно вдалої БЭСМ-6), що з ноги виніс двері на ринок транзисторних ЕОМ, навіть говорити трохи сумно. Так, на ранніх версіях при бажанні можна було легко смажити стейк, а форма розміщення шаф з обладнанням змусила мене пройтися по родоводу і політичним світоглядам його авторів (так, так, це цілком робоча форма розміщення шаф з обладнанням), але ця машина вщент перевершувала БЕСМ-6. Вітчизняні ЕОМ могла тягатися лише з більш бюджетними CDC 6400/6500/6700, що являють собою урізані за потужністю CDC 6600. При цьому варто відзначити, що компанія IBM, яка до цього безроздільно лідирувала на ринку комп'ютерів у США, була щиро збентежена потужністю машини конкурентів. оскільки їхня найкраща ЕОМ IBM Stretch давала в три рази менше обчислювальних потужностей при значно більших розмірах та можливостях відділу розробки, так що це був справжній прорив. Досить оригінальна схема розміщення шаф обладнання для CDC 6600. Через порожній центральний квадрат йшли основні кабелі та охолодження На жаль, на боці американців справді були продуктивність і великі економічні ресурси, але в СРСР на руках все ще залишався один козир — архітектура.Ось тільки з нею була ще одна проблема: кожна команда інженерів вважала своїм обов'язком при створенні ЕОМ зробити під неї внутрішню архітектуру з нуля, частина технічних рішень теж з нуля, а іноді навіть свою власну мову програмування з трансляторами. Хвилина ліричного відступу, якщо дозволите. Якщо комп'ютерну архітектуру можна пов'язати аналогією зі звичайною архітектурою (фізична та програмна частина комп'ютера співвідносяться з тим, як зроблено саму будівлю і в чому полягає її функціонал), то мови програмування — це суміш мов у розумінні лінгвістів та математиків. Кожна мова програмування відрізняється від іншої, як і справжні мови, але відрізняється функціоналом (тому для сфер розробки, що сильно відрізняються, прийнято використовувати різні ЯП), який в нього закладений, або на крайній випадок звичайнісіньким синтаксисом. Для прикладу можна взяти трьох довгожителів світу IT: мови COBOL (з 1959 року), Fortran (з 1957 року) та Assembler (з 1949 року). COBOL створювався насамперед потреб бізнесу, тому добре вміє працювати з файлами. Fortran був розроблений IBM для роботи зі складною формульною математикою, де необхідно було максимально оптимізувати розрахунки, не втративши при цьому їх точність. Assembler ж був створений для прискорення операцій у тих місцях, де могли знайтися ті чи інші «пляшкові шийки» (чи обмеження в технічному плані або необхідність провести обчислення за короткий проміжок часу). Ще в СРСР був дуже популярний ALGOL 68, створений під егідою ЮНЕСКО, для якого завжди було важливо швидко та правильно обробляти великі обсяги інформації.Думаю, на цьому короткий ліричний відступ можна завершити, тому давайте повернемося до проблеми дуже широкого технічного розмаїття у сфері радянських ЕОМ 60-х. програму не факт, що зможеш запустити. транзисторів до мікросхем (від другого покоління ЕОМ до третього) нагорі вирішили, що час уже і міру знати, створивши замовлення з дослідно-конструкторської роботи «Ряд», яка мала на увазі загальну стандартизацію комп'ютерної техніки шляхом вільного запозичення елементів з IMB 360. Однак:

«В 1984 У Москві відбулася виставка «ЕОМ в Радянській армії». .Я кілька разів виступав в оборонному відділі ЦК КПРС у Москві: «Давайте зробимо одну машину». «Андрій, не лізь», — відповідали мені чемно, але твердо. «Броня» — базова телефонна станція Радянської армії. З різними системами команд, з різними операційними системами, три комплекти офіцерів треба, щоб обслуговували. маленька станція! Три ЕОМ — куди це годиться?

З інтерв'ю завкафедрою системного програмування Матмеха СПбДУ, професора, доктора фізмат наук Андрія Миколайовича Терехова компанії DataArt, 2019 р. Так, у проміжку з 1966 по 1984 в армії з уніфікацією щось не задалося, тому в них зберігся той самий зоопарк (і це тільки зразки, доступні для цивільних) техніки, що й до ухвалення «Ряда». Мабуть, на армію вона не поширювалася. Зате в житті цивільному все почало змінюватися після початку копіювання IBM 360. Коли я вперше прочитав про це запозичення, у мене виникло питання: «А як тоді американці не засудили радянську сторону за повне копіювання архітектури?» Все просто: тоді традиція реєстрації патентних прав на все у цьому всесвіті ще не була так поширена.
"Виноси все, що не прибито, а все, що прибито, виламуй і теж виноси." геморою та сумісні з усім периферійні пристрої (клавіатури, навушники, а потім і миші, і все інше, що ми зараз можемо встромити в порти наших комп'ютерів, телефонів, телевізорів та холодильників).
А що вона у нас відбирає?.. У першу чергу при запозиченні іноземної ми втрачаємо ту перевагу в архітектурі, яку вдалося створити раніше завдяки розробці техніки з нуля, тоді як на заході деякі не найвдаліші напрацювання лягали в базу для нових. позбавляємося польоту думки та простору для інтелектуальної творчості, яка була важливою для багатьох інженерів. Йде стандартизація, то крім невеликого поліпшення вже наявних можливостей техніки ви можете зробити приблизно нічого. Ну, або шукайте армійські замовлення. жертви, що буде пояснено трохи пізніше. Хоч і знаходилися сміливці, які розробляли техніку не з архітектурою IBM.Взяти, наприклад серію РМ ЕОМ (система малих ЕОМ, 70-80-ті роки), засновану на вітчизняних технологіях. Завдяки поділу на чотири підсерії ця лінійка була сумісна з технікою трьох інших американських гігантів IT-індустрії тих часів: HP, DEC (у двох різних лінійках) та Intel. А сумісність із західними ЕОМ дозволяла продавати радянську техніку через один із підрозділів Зовнішторгу в капкраїни, що підвищувало шанси творців на збільшення бюджету на розробку нових машин та доведення тих, що вже готувалися або були нещодавно пущені в серію. Що ж можна сказати про те, як вплинула ЄС ЕОМ, виробництво якої велося з початку сімдесятих до кінця дев'яностих на вітчизняну розробку? Нехай краще на це відповість наведена нижче цитата.

«П'ять років тому на конференції в Казані розгорілася суперечка щодо копіювання ЄС ЕОМ. Добре чи погано? Звичайно, ми всі сказали, що це була величезна стратегічна помилка. Встає дядько, колишній директор якогось заводу: Ви всі дурні. ЄС ЕОМ різних було випущено 17 тисяч штук. Ми зробили китайський стрибок і допомогли зрушити з мертвої точки. Так, поцупили величезну кількість програмного забезпечення. <. >«У нас була БЕСМ-6», — кажемо. — «Так, із трьома операційними системами говними».

З інтерв'ю завкафедрою системного програмування Матмеха СПбГУ, професора, доктора фізмат наук Андрія Миколайовича Терехова компанії DataArt, 2019 Крім величезних систем цілком можливо було зустріти і ось такі цілком мініатюрні ЄС-1068. перевищує кількість ЕОМ, що було вироблено країни раніше.Вся лінійка налічувала у собі понад 20 різних моделей і поділялася на чотири ряди: - перший ряд складався зі стандартних машин з продуктивністю від 2 750 до 700 000 операцій на секунду (1971-1978); — другий ряд був технічний розвиток попередніх розробок. Тут можна було отримати від 150 000 до 4 000 000 операцій на секунду (1977-1984); - третій ряд був багато в чому аналогічний другому, але після виробництва він ще повинен був пройти військове приймання, показавши, що здатний захистити від несанкціонованого доступу дані (1983-1988); — і останній четвертий ряд був готовий до випуску вже після розпаду СРСР і відрізнявся від попередніх моделей насамперед обсягом оперативної пам'яті та поруч на той момент сучасних напрацювань. На базі ЄС ЕОМ навіть хотіли зробити суперкомп'ютер... Проте варто пам'ятати, що західна комп'ютерна архітектура успадкувала свої старі проблеми, через що вони перекочували і до нас, створюючи ще більше проблем для сумісності старих та нових моделей радянських ЕОМ. До того ж, одні США за цей час наштампували ще більше і частково навіть потужніше, що цілком компенсувало програмні недоліки. З кожним новим технічним поколінням розрив за сумарними потужностями між країнами соціалістичного блоку та США лише зростав. Але ж не можна забувати про Велику Британію, ФРН та Японію. Ну, а потім стався 1991-й. Фінансування майже всіх розробок накрилося мідним тазом, поховавши під собою і проект суперкомп'ютера на базі ЄС ЕОМ. У живих залишився лише армійський суперкомп'ютер «Ельбрус» (частина з яких працює у держ.організаціях і донині, а напрацювання по ньому досі використовуються для створення вітчизняних процесорів однойменної лінійки для нових суперкомп'ютерів), хоча його третя модифікація теж померла в безгрошів'ї дев'яностих. А щодо організацій, що займалися створенням радянських ЕОМ, то багато з них саме тоді й згинули (оскільки в прямому розумінні народних ЕОМ, доступних у великих обсягах для звичайного споживача, у нас у великих серіях не було, тоді як світовий ринок уже почав перехід до персональних комп'ютерів), а якщо й змогли втриматися на плаву, то лише за рахунок приватних замовлень із заходу, а в нульових і з Китаю, який, наприклад, купував у нас обчислювальне обладнання для АЕС. Суперкомп'ютер Ростеха, в основі якого лежать процесори «Ельбрус-8С» Розвал СРСР безумовно позбавив його колишніх учасників шансів на конкуренцію із заходом, оскільки підприємства, які раніше перебували в одних межах, тепер мали боротися не тільки з ринком, а й з безліччю кордонів. які доводилося долати під час співпраці. Та й про різкий відтік багатьох технічних фахівців до Європи та США теж не варто забувати. Зараз ведуться спроби повернути на колишній рівень цю колись величезну сферу, але особливих перспектив, тим більше, порівняно зі США та Китаєм, тут не видно. Автор: Андрій Лебедєв Оригінал