Компьютер. Поколения ЭВМ.

Изобретению современных  персональных  компьютеров,  предшествовали попытки  облегчить арифметические действия с простыми числами. В качестве одного из первых приспособлений для счёта, человек использовал пальцы рук, видимо поэтому пользуются десятичной системой счисления. Уже в древности появилось устройство для счёта - абак, прототип дошедших до нас счётов.

В 1642 году французский математик, физик  Блез Паскаль, сконструировал механическую суммирующую машину.

Арифмометр Лейбница.

В 1673 году немецкий математик Лейбниц, собрал механический арифмометр, способный выполнять четыре арифметических действия.

В последствии арифмометры получили широкое распространение, на них выполнялись сложные расчёты.

В 1833 году английский математик Чарльз Бэббидж (см), создал универсальную аналитическую машину, которая программировалась с помощью перфокарт,  могла запоминать промежуточные данные (имела память), и запоминать данные. Чарльз Бэббидж не смог закончить всё задуманное до конца, машина опережала технические возможности того времени, но разработал основные идеи.

Табулятор.

Американский инженер Герман Холлерит в 1880-х годах, разработал электрическую счётную машину - табулятор. Табулятор мог считывать и систематизировать данные закодированные на перфокартах. Изобретение использовалось в  11-й  американской переписи населения, и в десятки раз сократило время обработки данных.

В 1938 году немецкий инженер Конрад Цузе в домашних условиях создаёт вычислительную электромеханическую машину Z1, практического применения Z1 не имела.

В 1940 году Конрад  Цузе построил  вычислительную машину Z2 на основе телефонных реле, информацию машина считывала с перфорированной киноплёнки.

Следующая машина Цузе Z3 созданная в 1941 году была более совершенной, и эту модель считают первым  реально действующим программируемым компьютером.
Вычисления  Z3 использовались при проектировании крыла самолёта.
Вычислительные машины Z1, Z2 и Z3, были уничтожены при бомбардировках Берлина в 1944 году.

Марк - 1.

В 1939 году американского математика  Говарда Эйкена, в ту пору молодого учёного, призвали на военную службу, и направили работать в компанию "IBM", где Эйкен с молодыми инженерами воплощал в реальность описания аналитической машины Чарльза Баббиджа.

В результате в феврале 1944 года появилась вычислительная  электромеханическая  машина "Марк-1", в машине так же как и в Z2 использовались реле и перфокарта, а в 1947 году Эйкен с коллегами представил усовершенствованную электрическую машину "Марк-2".

Далее конструкции ЭВМ определяются поколениями.

Первое поколение ЭВМ (компьютеров) 1945 - 1954 год, создано на основе электровакуумных ламп, ввод осуществлялся с помощью перфокарт, а управление операциями с помощью штекеров и наборных полей.
Первое поколение ЭВМ (компьютеров) отличалось  малой надёжностью в работе, имело огромные размеры, ЭВМ  потребляли много электроэнергии.

МЭСМ.

Первой серийно выпускаемой ЭВМ, стал (универсальный автоматический компьютер) UNIVAC,  созданный  американскими инженерами Джоном Маулчи и  Преспером Эккертом в 1951 году. На UNIVAC вместо перфокарт использовалась магнитная лента, информация обрабатывалась как цифровая так и символьная.

В СССР под руководством С.А Лебедева, в 1951 году построена (малая электронная счётная машина) МЭСМ-1.


К  ЭВМ  второго поколения, относят машины разработанные в конце 50-х начале 60-х годов.

На  ЭВМ  второго поколения вместо электроламп применяли полупроводниковые диоды и транзисторы. Так же использовались магнитные барабаны и магнитные сердечники (прототипы жёстких дисков) для хранения информации. Так же появились языки программирования высокого уровня, что позволило упростить и ускорить процесс написания программ. 

Мини компьютер PDP-8.

Первое поколение ЭВМ (компьютеров)  и  ЭВМ второго поколения занимали большие помещения, наполненные шкафами с электронным оборудованием.
Стоимость и обслуживание ЭВМ второго поколения были доступны только крупным компаниям.

В 1965 году фирме Digital Eqvipment, благодаря развитию технологий, удалось выпустить компьютер PDP-8 приемлемых размеров и стоимостью около 20 тысяч долларов.  PDP-8 стал первым шагом на пути к созданию персональных компьютеров.

БЭСМ - 6.

Достижением отечественной научной мысли, стало создание в 1966 году полупроводниковой  ( большой электронной счётной машины)  БЭСМ-6.  С 1968 по 1987 год было выпущено 355 машин,  последние  БЭСМ-6  демонтированы в середине 2000-х годов 21 века.

Производство интегральных схем (микросхем), привело к появлению компьютеров третьего поколения.


К ЭВМ  (компьютерам) третьего поколения, относят ЭВМ выпущенные во второй половине 60-х и первой половине 70-х годов.
В 1968 году фирма "Burrouth"произвела компьютер на интегральных схемах.

В 1970 году "Intel" производит и продаёт интегральные схемы памяти, в том же году сотрудник "Intel" Маршиан Хофф, создал интегральную схему по своим параметрам аналогичную процессору большой ЭВМ.

Альтаир-8800

В 1975 году на основе процессора Intel, фирмой Mits налажено производство коммерческого компьютера "Альтаир-8800",  стоимостью 500 долларов.

Альтаир не имел экран и клавиатуру, оперативная память 256 байт, в конце этого же года Билл Гейтс и Пол Аллен создали интерпретатор языка Basic, что упростило написание для Альтаира программ, а пользователям упростило общение с компьютером.

Распространение и развитие ПК (персональных компьютеров), привело к снижению спроса на большие ЭВМ, что вызвало беспокойство в компании "IBM".

IBM PC

Чтобы не тратить время и деньги, IBM в своих компьютерах использовала комплектующие других производителей.

В частности использовался 16 разрядный микропроцессор Intel-8088, что увеличивало возможности компьютера.

В 1981 году IBM PC получил массовое распространение среди пользователей , и через некоторое время стал эталоном персонального компьютера.

В ЭВМ третьего поколения благодаря интегральным схемам удалось снизить вес, уменьшить занимаемую площадь, уменьшить потребление электроэнергии, при этом увеличить объём оперативной памяти (увеличить быстродействие), повысить надёжность и снизить себестоимость производства ЭВМ (компьютеров).

В СССР  ЭВМ  третьего поколения использовались в различных областях производства, науки и техники.

В разработке универсальных  отечественных ЭВМ третьего поколения принимали участие учёные СССР, Болгарии, Венгрии,ГДР.

ЭВМ серии "Мир"

 В то же время в СССР создаются мини - ЭВМ "Мир-31", "Мир-32", "Наири-2".       

Также выпускаются настольные ЭВМ "Электроника - 79,  Электроника-100, Электроника -125, Электроника-200"

К третьему поколению отечественных  ЭВМ  относятся  "Днепр-2" "ЕС-1010, 1020,1030,1040,1050,1060."
    

пульт управления "Эльбрус-2"

Считается что четвёртое поколение ЭВМ начинается с 1975 года до середины 80х годов, но существует мнение что за этот период времени не произошло судьбоносных открытий, прогресс достигался за счёт уже изобретённого.

Так или иначе, но развитие ЭВМ в эти годы, происходило по двум направлениям.

 ПК  Apple - 2

Первое направление - это создание мощных ЭВМ где для обработки информации используется несколько процессоров (мультипроцессорная обработка). Многопроцессорные вычислительные комплексы использовались в областях промышленности где требовались большие объёмы вычислений, быстродействие таких машин несколько миллиардов операций в секунду.

Также развитие технологий позволило производить для компьютеров четвёртого поколения, большие интегральные схемы (БИС).
ЭВМ с использованием мультипроцессорной обработки информации это Illias-4, Cray, Cayber и советские "Эльбрус-1" и "Элбрус-2".

На базе больших интегральных схем создаются  микро-ЭВМ и персональные ЭВМ.
Второе направление связано как раз с появлением больших интегральных схем  (БИС).

Появляются персональные электронные вычислительные машины (ПЭВМ), которые  называют "компьютер".
С этого времени термин "компьютер" прочно входит в быт, семейство современных персональных компьютеров (ПК) быстро развивается.

Представителями первых  ПЭВМ  или  ПК были IBM-PC,  Apple, " Искра", "Электроника", "Агат". Примечательно что  появление и развитие пк,  определило появление  новых периферийных устройств,   развивается персональный графический интерфейс, появляется интернет (1983).
Персональный компьютер доминирует на рынке компьютерной техники.
                                                                                        

Пятое поколение ЭВМ - это компьютеры в которых предполагается наличие интеллекта, с производительностью суперкомпьютера, и способностью мыслить. Если первое поколение ЭВМ было ламповым, второе - транзисторным, третье на интегральных схемах, четвёртое на микропроцессорах, то пятое поколение подразумевает взаимодействие большого количества  микропроцессоров.

Создать компьютер пятого поколения в 1982 году пытались в Японии, через десять лет проект был прекращён, причём недостижимы оказались даже промежуточные результаты.     Проекты по созданию компьютера с  параллельными процессорами предпринимались в США, Великобритании,Европе. В СССР в 1985 году так же проводились исследования, но результаты были не востребованы.

В настоящее время не определено,что из себя  будет представлять  компьютер пятого поколения. Но уже сейчас компьютеры способны осуществлять переводы текста, распознавать по голосу, воспринимать информацию с голоса человека, и распознавать рукописный или печатный текст.