Просмотров:
-Распечатать статьюІсторія створення ЕОМ
Електронно-обчислювальні машини (ЕОМ) з’явились у 40-х pp. XX ст. Однак пристрої для проведення обчислень люди почали конструювати значно раніше. Зовсім недавно дослідники знайшли у щоденниках Леонардо да Вінчі (1452-1519) ескіз сумуючої машини на зубчастих колесах, спроможної додавати 18-розрядні десяткові числа. Спеціалісти IBM відтворили цей ескіз у металі і машина виявилась працездатною!
На початку XVII ст. німецький вчений Вільгельм Шіккард (1592-1636) у листі Йоганну Кеплеру подає малюнок лічильної машини для сумування і множення 6-розрядних десяткових чисел. Про це також стало відомо у наші дні. У 1617 р. Джон Непер розробив дерев’яний арифмо-метр. Для полегшення процесу обчислення податків Блез Паскаль у 1642 р. створив механічний пристрій для виконання операцій додавання і віднімання (спочатку 6 десяткових розрядів, згодом 8 десяткових розрядів). Було створено більше 50 зразків цієї машини.
У 1673 р. німецький вчений Вільгельм Готфрід Лейбніц створив “арифметичний прилад” для додавання, множення і ділення 12-розряд- них десяткових чисел.
У Франції в 1799 р. Жозеф Марі Жакар винайшов ткацький верстат з перфокартами для задания узору - майже через два століття перфокарти стали масово використовуватися для введення інформації і програм в ЕОМ. У 1795 р. Гаспар Проні за дорученням французького уряду розробив технологічну схему обчислень (І етап - розробка числових методів, II етап - задания послідовності арифметичних дій (програмування), III етап - обчислення) для переходу на метричну систему мір, чим заклав основу для автоматизації обчислень.
У 1812 р. англійський математик Чарльз Беббідж запропонував ідею створення механічної різницевої машини для табулювання поліномів. Поєднавши ідею механічної машини з принципом програмного керування, згодом Чарльз Беббідж запропонував проект “аналітичної машини”, яка мала складатися з таких пристроїв:
1. арифметичного (4 арифметичні дії, команда умовного переходу);
2. запам’ятовуючого (1000 50-розрядних регістрів на зубчатих колесах);
3. керування;
4. вводу/виводу.
5. Але через велику складність цей проект так і не був реалізований.
У 1840 році англієць Томас Фоулер розробив і виготовив із дерева обчислювач, який ґрун-тувався на трійковій системі числення .
У 1875-1880 р. американець Герман Голеріт винайшов машину-табулятор. Машина Фоулера, відтворена вувала інформацію з перфокарт.Г. Голеріт заснував компанію, яка у 1911 р. стала називатися IBM (International Business Machines Corporation).
У 1906 p. Jli Ді Форест розробив вакуумний тріод, а у 1918 р. професор М. А. Бонч-Бруєвич сконструював двостабільну електронну схему на двох вакумних тріодах - тригер.
У часи II світової війни в Німеччині, Англії і США велися роботи по створенню обчислювальних пристроїв для військових потреб. У Німеччині в 1937 р. Конрад Цузе розробив механічну машину Z1 (двійкова система числення, мантиса - 15 двійкових розрядів, порядок - 7 двійкових розрядів, оперативна пам’ять 64 слова, площа 2 кв.м). У 1938 р. Z2 - додано пристрій вводу даних і програми з перфорованої кінострічки, а арифметичний пристрій був побудований на телефонних реле. У цьому ж році К. Цузе отримав німецький патент Z23139/GMD Nr.005/ 021 на архітектуру обчислювача із процесором, оперативною пам’яттю програм і даних, побудованого на двійковій системі числення. У 1941 р. була створена машина Z3 (~ 2000 реле), а у 1945 p. — Z5. Для розрахунку крил ФАУ-1 і ФАУ-2 К.Цузе створив спеціалізовану релейну машину S2. Машина S3 використовувалася для керування ФАУ-1 і ФАУ-2 під час польоту. Роботи К.Цузе були засекречені, про них дізналися через кілька років після II світової війни.
В Англії у 1936 р. Алан Тьюрінг запропонував теоретичні основи побудови обчислювальних машин (машина Тьюрінга), а у 1942-1943 pp. під керівництвом Алана Тьюрінга була створена спеціалізована електронна машина “Колосс” (2000 ламп) для розшифрування німецьких радіограм.
Моріс Уїлкс розробив електронну машину ЕДСАК послідовної дії з двійковою системою числення й оперативною пам’яттю на ртутних трубках. На основі ЕДСАК у 1953 р. була створена перша у світі комерційна серійна ЕОМ JIEO.
У США Дж. Мочлі і Дж. Преспер Еккерт у 1945 р. завершили ро робку електронної машини ЕНІАК з десятковою системою числення (10 розрядів (десяткових), обсяг електронної пам’яті - 20 слів, площа 156 кв.м), яка була призначена для розрахунку таблиць стрільби артилерійських гармат (рух тіла під кутом до горизонту із врахуванням опору повітря, напрямку вітру, температури повітря тощо). У цьому ж році Дж. Мочлі, Дж. Преспер Еккерт і Джон фон Нейман розпочали розробку нової машини - ЕДВАК. У 1946 р. у науковій статті Неймана, Голдстайна і Бернса були викладені основні принципи побудови електронно-обчислювальних машин (така сама архітектура була викладена у патенті Z23139/GMD Nr.005/021 Конрада Цузе у 1937 p. !):
1. ЕОМ повинні грунтуватися на двійковій системі числення;
2. програма повинна міститися в оперативному запам’ятовуючому пристрої, час доступу до ОЗП повинен бути співмірним із часом виконання арифметичних операцій;
3. програма і числа повинні записуватись у двійковому коді;
4. дані повинні розміщуватись в ОЗП;
5. арифметичний пристрій будується на основі схем, які виконують операцію додавання (інші операції зводяться до багаторазового додавання), операції над усіма розрядами двійкового слова виконуються одночасно (паралельний принцип організації обчислювального процесу).
Слід зауважити, що ще у 1941р. Джон Атанасов і Кліффорд Беррі розробили проект електронної обчислювальної машини з двійковою системою числення і оперативною пам’яттю на конденсаторах (сучасна динамічна оперативна пам’ять є великим масивом мікроскопічних конденсаторів).
У 1947 р. Волтер Браттейн, Джон Бардін і Вільям Шоклі створили експериментальний зразок транзистора - основного елемента для ЕОМ II покоління.
У колишньому Радянському Союзі роботи з створення ЕОМ розпочав С.О. Лебедев - у грудні 1951р. у Києві (точніше, у Феофанії) держкомісія прийняла до експлуатації ЕОМ МЕСМ, яка складалася з пристроїв:
1. арифметичного;
2. управління;
3. оперативної пам’яті;
4. введення;
5. виведення.
МЕСМ була створена незалежно від розробок західних вчених, адже всі роботи по розробленню електронно-обчислювальних машин як у західних країнах, так і у СРСР були суворо засекречені. Подальші роботи по створенню універсальних ЕОМ були перенесені з Києва в Москву. Наступний перелік ілюструє здобутки радянських вчених:
1956 р. - створена ЕОМ БЭСМ, яка має найвищу швидкодію у Європі;
1958 р. - створена ЕОМ М40 з найвищою швидкодією у світі;
1959 р. - створена ЕОМ М50 з найвищою швидкодією у світі;
1967р. - створена ЕОМ БЭСМ 6, яка в інтегральному виконанні мала швидкодію один мільйон операцій в секунду.
БЭСМ 6 випускалася 17 років. У 1972 р. її придбав Лондонський музей науки і техніки.
У 1958 році в Московському університеті була створена ЕОМ “Сетунь” (П. П. Брусенцов - апаратне забезпечення, Є.А. Жоголєв - програмне забезпечення), яка ґрунтувалась на трійковій системі числення. Використання трійкової системи числення та особливої елементної бази (феритових кілець із обмотками - трансфлюксорів) дозволило створити надзвичайно просту архітектуру ЕОМ (і, як наслідок, надзвичайно надійну ЕОМ!). Промисловий випуск ЕОМ “Сетунь” було організовано на Казанському заводі лічильних машин, однак невисока відпускна ціна ЕОМ (встановлена директивно) не сприяла масовому випуску цих машин.
У 1970 р. у Московському університеті була створена ЕОМ “Се- тунь-70″ яка мала особливу систему команд (команди не мали фіксованої довжини. Команду можна було скласти з окремих частин - складів адресації і складів операції). У “Сетунь-70″ було реалізовано принцип структурного програмування. Вона викликала величезний інтерес на Заході, але не була запущена у промислове виробництво у СРСР.
Після від’їзду С.О. Лебедева до Москви роботи по створенню ЕОМ у Києві продовжив В.М. Глушков, який очолив інститут кібернетики АН УРСР. Наступний короткий перелік (повний список розробок набагато більший) ілюструє розробки Київського інституту кібернетики:
1961 р. - створено напівпровідникову ЕОМ “Днепр” для керування технологічними процесами. Ця ЕОМ випускалася 10 років. Дві ЕОМ “Днепр” використовувались у Байконурі для керування великим екраном
У 1975 р. на мікропроцесорі 18080 (6000 транзисторів, 10 мікронна технологія) був створений “електронний конструктор” Altair (ціна $397), з якого кожний бажаючий міг зібрати мікро-ЕОМ з 4КбПерші зразки мікропроцесора 18080 продавалися за ціною 300 $. У 1975 р. фірма Mos Technologies випустила мікропроцесор 6502, який продавався за ціною 25 $. На цьому мікропроцесорі у 1976 р. Стефан Возняк і Стівен Джобс створили першу у світі мікро-ЕОМ Apple І, яка була орієнтована на некваліфікованого користувача - персональний комп’ютер (personal computer). У 1977 p. розпочався промисловий випуск Apple II (процесор Motorola 6502, оперативна пам’ять 4Кб, пристрій для читання/запису інформації на ГМД, кольорова графіка, електронна таблиця VisiCalc).
ПЕОМ фірми Apple завжди відрізнялися високими споживчими характеристиками, які забезпечувалися високим рівнем схемних рішень та високою якістю програмного забезпечення. Авторам доводилося спостерігати у роботі Мас OS 5 з графічним інтерфейсом, яка заванта-жувалась з 3,5″ дискети (порівняйте 700 Кб з мінімумом у 100 Мб для Windows-95). Політика закритої архітектури (Apple та Macintosh випускають лише 4 заводи в світі) дозволяла випускати ПЕОМ лише високої якості. Розробники програмного забезпечення, які бажають писати програми для Apple, повинні пройти обов’язкову сертифікацію (у такий спосіб забезпечується належний рівень програмного забезпечення для Apple). Однак за високу якість доводиться розплачуватися - ціни на ПЕОМ від Apple у 2-3 рази вищі від цін співмірних за потужністю IBM-подібних ПЕОМ. В Україні ПЕОМ Apple використовують, як правило, у видавництвах (якщо видавництво спроможне придбати таку дорогу техніку).
IBM-подібні ПЕОМ сьогодні в Україні займають понад 90% парку персональних комп’ютерів. Це зумовлено більш низькою ціною і відкритістю архітектури.
Висновок: отже дуже складний і довгий шлях пройшли сучасні персональні комп’ютери та ЕОМ, щоб предстати перед нами у такому вигляду, як ми вже звикли їх бачити. Вже нічого не нагадує нам про ті надвеликі ЕОМ, що колись займали 3-5 великі кімнати, так як сьогодні найменший персональний комп’ютери може поміститися навіть у кармані.