История вычислительной техники

История развития
вычислительной техники

С чего все началось?

Первые средства счета

V век до н.э. - абак

Счеты

1623 г. – машина Шиккарда

Профессор Вильгельм Шиккард - востоковед и математик, описал устройство "часов для счета" - счетной машины с устройством установки чисел и валиками, с движком и окном для считывания результата. Эта первая механическая машинка могла складывать и вычитать, а по сведениям других источников – еще умножать и делить.

«Паскалина» (1642) (Арифмометр Паскаля) – Первая в мире механическая счётная машина

Ее изобрёл 19-тилетний французский математик Блез Паскаль.
Арифмометр представляет собой комбинацию взаимосвязанных зубчатых колёсиков с нанесенными цифрами от 0 до 9. Если первое колёсико делает оборот от 0 до 9, то начинает двигаться второе колёсико и т.д. Подобный принцип работы – в обычном счётчике электроэнергии.
Счётная машина Паскаля могла только складывать и вычитать.

1654 – логарифмическая линейка

Англичанин Р. Биссакар, а в 1657 году – независимо от него – С. Патридж разработали прямоугольную логарифмическую линейку, конструкция которой в основном сохранилась до наших дней. Это простое на первый взгляд устройство достаточно хорошо продумано и позволяет производить сложные вычисления. Эта линейка и по сей день находится на вооружении в украинской армии, и ее использование аргументируется тем, что в случае ядерного взрыва все электрические устройства выйдут из строя.

Счётную машину для 12-разрядных десятичных чисел создал немецкий учёный Вильгельм Готфрид фон Лейбниц. К зубчатым колёсам он прибавил ступенчатый валик, который кроме сложения и вычитания позволяет выполнять операции умножения и деления.

1820 – механический калькулятор

Первый механический калькулятор, который мог складывать, умножать, вычитать и делить, создал Чарльз Ксавьер Томас. Бурное развитие механических калькуляторов привело к тому, что к 1890 году добавился ряд полезных функций: запоминание промежуточных результатов с использованием их в последующих операциях, печать результата и т.п. Создание недорогих и надежных таких машин позволило использовать их в коммерческих целях и научных расчетах.

1836-1848 – аналитическая машина Бэббиджа

12 лет Чарльз Бэббидж разрабатывал механический прототип первых ЭВМ. Его вычислительная машина должна была выполнять вычисления по программе, задаваемой с помощью перфокарт. Результаты вычислений планировалось выдавать на печать или на перфокарты. К сожалению, технологии того времени не позволили Бэббиджу полностью воплотить идею создания аналитической машины.

Устройство для обработки данных, нанесенных на перфокарты. Табуляторами обрабатывались данные национальных переписей населения в США (1890г.) и России (1897 г.). Один из прародителей IBM – американец Г. Холлерит создал табулятор, опираясь на идеи Жаккарда.

Табулятор Холлерита 1887 г

Они были аналоговыми и работали на основе новой техники начала века - электромеханических реле.
Эти машины проводили непрерывные измерения каких-либо величин, например, напряжения электрического тока, и с помощью определенных математических формул выдавали результат обычно в виде разных графиков и диаграмм.

Первые вычислительные машины
в ХХ веке

Позже появились цифровые ЭВМ. Сейчас почти все компьютеры в мире являются цифровыми. Принцип их действия основан на счете чисел и использует для счета только два состояния электрического тока: включено и выключено, которые соответствуют цифрам 0 и 1, с которыми и работает непосредственно “мозг” компьютера.

«Аналоговые» часы

«Цифровые» часы

1919 - Энигма

Энигма – разработанная в Германии шифровальная машина, которая использовалась немецкими войсками в период Второй Мировой войны.

В 20-30е годы ХХ века в разных странах (Германии, СССР, Англии) было создано много аналоговых вычислительных машин. Но все они были довольно громоздки и могли выполнять только ограниченное число задач.

Во время Второй мировой войны по заказу военных ведомств в разных странах усиленно велись разработки более эффективных счетных машин. Они нужны были в первую очередь артиллеристам для расчета правильности и дальности полета снарядов. Компьютеры требовались также и секретным службам для составления всевозможных шифров и кодов.

1941 – Z3

Единственная модель уничтожена во время воздушного налета в 1944 г. На снимке машина Z3 из Немецкого музея в Мюнхене, реконструированная в 1960 г.
После войны Цузе создал в Германии компьютерную компанию Zuse KG, которая успешно работала многие годы.

Немецкий ученый Конрад Цузе (1910 – 1995). создал первый автоматический программируемый цифровой компьютер Z3, работающий на основе электрических реле и выполнял 3-4 сложения в секунду.. Всего было использовано 2600 реле. Это машина в основном использовалась для шифровки донесений.

«Колосс»-1943г.

спроектирован членом Британского королевского общества профессором Максом Ньюменом (1897...1985)
построенный кавалером ордена Британской империи Т.X. Флауэрзом.
использовался для расшифровки кодов немецкой шифровальной машины «Энигма» и Z3
1500-ламп.
«Колосс» был рассекречен лишь 25 октября 1975 г.

Первые компьютеры

СССР

в

1950. МЭСМ – малая электронно-счетная машина
6 000 электронных ламп
3 000 операций в секунду
двоичная система

Здание в Феофании (сейчас это один из районов г. Киева),
в котором размещалась
лаборатория
С.А. Лебедева

1952. БЭСМ – большая электронно-счетная машина (С.А.Лебедев, г.Москва)
5 000 электронных ламп
10 000 операций в секунду

ЭВМ "КИЕВ" стала первой в Европе машиной с адресным языком программирования, а также первой системой цифровой обработки изображений и моделирования примитивных интеллектуальных процессов. К ней были подключены два оригинальных периферийных устройства, которые позволили моделировать на ЭВМ простейшие алгоритмы обучения распознаванию образов и обучению целенаправленному поведению: устройство для ввода изображений с бумажного носителя или фотопленки и устройство вывода изображений из ЭВМ.

Ламповая вычислительная машина "КИЕВ" 1956 год

Характеристика различных поколений ЭВМ

Выучить конспект, письменно ответить на вопросы:
1. Кто разработал основные принципы работы компьютера?
2. Кто считается первым программистом?
3. Что дало возможность создать ПК?

Домашнее задание