Krajem 19. stoljeća Herman Hollerith u Americi izumio je strojeve za brojanje i bušenje. Koristili su bušene kartice za pohranu numeričkih informacija.

Svaki takav stroj mogao je izvršiti samo jedan određeni program, manipulirajući izbušenim karticama i brojevima koji su na njima izbušeni.

Strojevi za brojanje i bušenje obavljali su perforaciju, sortiranje, zbrajanje i ispisivanje numeričkih tablica. Ovi su strojevi mogli riješiti mnoge tipične probleme statističke obrade, računovodstva i druge.

G. Hollerith osnovao je tvrtku za proizvodnju strojeva za brojanje i bušenje, koja je potom transformirana u tvrtku IBM- sada najpoznatiji svjetski proizvođač računala.

Neposredni prethodnici računala bili su relej računalni strojevi.

Do 30-ih godina 20. stoljeća relejna automatika bila je uvelike razvijena , što je omogućilo kodirati informacije u binarnom obliku.

Tijekom rada relejnog stroja tisuće releja se prebacuju iz jednog stanja u drugo.

U prvoj polovici 20. stoljeća radiotehnika se ubrzano razvijala. Glavni element radio-prijemnika i radio-odašiljača u to vrijeme bile su elektronske vakuumske cijevi.

Elektronske cijevi postale su tehnička osnova za prva elektronička računala (računala).

Prvo računalo - univerzalni stroj s vakuumskim cijevima - izgrađeno je u SAD-u 1945. godine.

Taj se stroj zvao ENIAC (skraćenica za: elektronički digitalni integrator i kalkulator). Projektanti ENIAC-a bili su J. Mauchly i J. Eckert.

Brzina brojanja ovog stroja premašila je brzinu tadašnjih relejnih strojeva za tisuću puta.

Prvo elektroničko računalo ENIAC programirano je plug-and-switch metodom, odnosno program je građen spajanjem pojedinih blokova stroja vodičima na razvodnoj ploči.

Ova složena i zamorna procedura pripreme stroja za rad učinila ga je nezgodnim za korištenje.

Osnovne ideje na kojima se dugi niz godina razvijala računalna tehnologija razvio je najveći američki matematičar John von Neumann

Godine 1946. časopis Nature objavio je članak J. von Neumanna, G. Goldsteina i A. Burksa, “Preliminarno razmatranje logičkog dizajna elektroničkog računalnog uređaja”.

Ovaj članak opisuje načela dizajna i rada računala. Glavni je princip pohranjenog programa, prema kojem se podaci i program smještaju u opću memoriju stroja.

Obično se naziva temeljni opis strukture i rada računala arhitektura računala. Ideje predstavljene u gore spomenutom članku nazvane su "J. von Neumannova arhitektura računala".

Godine 1949. izgrađeno je prvo računalo s Neumann arhitekturom - engleski EDSAC stroj.

Godinu dana kasnije pojavilo se američko računalo EDVAC. Navedeni strojevi postojali su u pojedinačnim primjercima. Serijska proizvodnja računala započela je u razvijenim zemljama 50-ih godina prošlog stoljeća.

U našoj zemlji prvo računalo nastalo je 1951. godine. Zvao se MESM - mali elektronički računski stroj. Projektant MESM-a bio je Sergej Aleksejevič Lebedev

Pod vodstvom S.A. Lebedeva 50-ih godina izgrađena su serijska cijevna računala BESM-1 (veliki elektronički računski stroj), BESM-2, M-20.

U to su vrijeme ovi automobili bili među najboljima na svijetu.

Šezdesetih godina S.A. Lebedev vodio je razvoj poluvodičkih računala BESM-ZM, BESM-4, M-220, M-222.

Stroj BESM-6 bio je izvanredno dostignuće tog razdoblja. Ovo je prvo domaće i jedno od prvih računala u svijetu s brzinom od milijun operacija u sekundi. Naknadne ideje i razvoj S.A. Lebedev je pridonio stvaranju naprednijih strojeva sljedećih generacija.

Elektronička računalna tehnologija obično se dijeli na generacije

Smjene generacija najčešće su bile povezane s promjenama u elementarnoj bazi računala i napretkom elektroničke tehnologije.

To je uvijek dovodilo do povećanja računalne snage računala, odnosno brzine i kapaciteta memorije.

No to nije jedina posljedica smjene generacija. Takvim prijelazima došlo je do značajnih promjena u arhitekturi računala, proširio se raspon zadataka koji se na računalu rješavaju, a promijenio se i način interakcije između korisnika i računala.

Prva generacija računala - cijevni strojevi iz 50-ih. Brzina brojanja najbržih strojeva prve generacije dosegla je 20 tisuća operacija u sekundi (računalo M-20).

Za unos programa i podataka korištene su bušene trake i bušene kartice.

Budući da je interna memorija ovih strojeva bila mala (mogla je sadržavati nekoliko tisuća brojeva i programskih naredbi), uglavnom su korišteni za inženjerske i znanstvene izračune koji nisu bili povezani s obradom velikih količina podataka.

Bile su to prilično glomazne građevine koje su sadržavale tisuće lampi, ponekad zauzimale stotine četvornih metara, trošeći stotine kilovata električne energije

Programi za takve strojeve kompajlirani su u strojnim naredbenim jezicima. Ovo je prilično radno intenzivan posao.

Stoga je programiranje u to vrijeme bilo dostupno rijetkima.

Godine 1949. u SAD-u je stvoren prvi poluvodički uređaj koji je zamijenio vakuumsku cijev. Zvao se tranzistor. Tranzistori su brzo uvedeni u radiotehniku.

Druga generacija računala

U 60-ima su tranzistori postali elementarna baza za računala druga generacija.

Prijelaz na poluvodičke elemente poboljšao je kvalitetu računala u svakom pogledu: postala su kompaktnija, pouzdanija i energetski manje intenzivna

Brzina većine strojeva dosegla je desetke i stotine tisuća operacija u sekundi.

Volumen interne memorije povećao se stotinama puta u usporedbi s prvom generacijom računala.

Vanjski (magnetski) memorijski uređaji dobili su veliki razvoj: magnetski bubnjevi, pogoni magnetske trake.

Zahvaljujući tome, postalo je moguće kreirati informacijske, referentne i sustave pretraživanja na računalu.

Takvi sustavi povezani su s potrebom dugotrajnog pohranjivanja velikih količina informacija na magnetske medije.

Tijekom druge generacije Programski jezici visoke razine počeli su se aktivno razvijati. Prvi od njih bili su FORTRAN, ALGOL, COBOL.

Sastavljanje programa više ne ovisi o modelu automobila, postalo je jednostavnije, preglednije i pristupačnije.

Programiranje kao element opismenjavanja postalo je široko rasprostranjeno, uglavnom među ljudima s visokim obrazovanjem.

Treća generacija računala nastao je na novoj elementarnoj bazi – integriranim krugovima. Koristeći vrlo sofisticiranu tehnologiju, stručnjaci su naučili montirati prilično složene elektroničke sklopove na malu pločicu od poluvodičkog materijala, manje od 1 cm površine.

Zvali su se integrirani krugovi (IC)

Prvi IC-ovi sadržavali su desetke, zatim stotine elemenata (tranzistori, otpornici itd.).

Kada se stupanj integracije (broj elemenata) približio tisući, počeli su se nazivati ​​veliki integrirani sklopovi - LSI; tada su se pojavili ultraveliki integrirani sklopovi (VLSI).

Računala treće generacije počela su se proizvoditi u drugoj polovici 60-ih godina prošlog stoljeća, kada je američka tvrtka IBM počela proizvoditi strojni sustav IBM-360. To su bili automobili IS-a.

Malo kasnije počeli su se proizvoditi strojevi serije IBM-370, izgrađeni na LSI.

U Sovjetskom Savezu 70-ih godina započela je proizvodnja strojeva serije ES (Unified Computer System) po uzoru na IBM-360/370.

Prijelaz na treću generaciju povezan sa značajnim promjenama u arhitekturi računala.

Postalo je moguće pokrenuti nekoliko programa istovremeno na jednom stroju. Ovaj način rada naziva se višeprogramski (višeprogramski) način rada.

Brzina rada najjačih modela računala dosegla je nekoliko milijuna operacija u sekundi.

Na strojevima treće generacije pojavila se nova vrsta vanjskih uređaja za pohranu - magnetski diskovi .

Poput magnetskih vrpci, diskovi mogu pohraniti neograničenu količinu informacija.

Ali magnetski diskovi (MDS) mnogo su brži od NMD-ova.

Nove vrste I/O uređaja se široko koriste: zasloni, spletkari.

U tom su se razdoblju znatno proširila područja primjene računala. Počele su se stvarati baze podataka, prvi sustavi umjetne inteligencije, računalno potpomognuto projektiranje (CAD) i sustavi upravljanja (ACS).

U 70-ima je linija malih (mini) računala dobila snažan razvoj. Strojevi američke tvrtke serije DEC PDP-11 postali su kod nas svojevrsni standard.

Kod nas je po ovom modelu nastala serija SM računala (System of Small Computers). Manji su, jeftiniji i pouzdaniji od velikih automobila.

Strojevi ove vrste dobro su prilagođeni za kontrolu različitih tehničkih objekata: proizvodnih pogona, laboratorijske opreme, vozila. Zbog toga se nazivaju upravljačkim strojevima.

U drugoj polovici 70-ih godina proizvodnja miniračunala nadmašila je proizvodnju velikih strojeva.

Četvrta generacija računala

Još jedan revolucionarni događaj u elektronici dogodio se 1971. godine, kada je američka tvrtka Intel najavila stvaranje mikroprocesor .

Mikroprocesor je ultra veliki integrirani krug koji može obavljati funkcije glavne jedinice računala - procesora.

Mikroprocesor je minijaturni mozak koji radi prema programu ugrađenom u njegovu memoriju.

U početku su se mikroprocesori počeli ugrađivati ​​u različite tehničke uređaje: strojevi, automobili, avioni . Takvi mikroprocesori automatski kontroliraju rad ove opreme.

Spajanjem mikroprocesora s ulazno/izlaznim uređajima i vanjskom memorijom dobili smo novu vrstu računala: mikroračunalo

Mikroračunala su strojevi četvrte generacije.

Značajna razlika između mikroračunala i njihovih prethodnika je njihova mala veličina (veličina kućnog televizora) i relativno niska cijena.

Ovo je prvi tip računala koji se pojavio u maloprodaji.

Najpopularnija vrsta računala danas su osobna računala.

Pojava fenomena osobnih računala povezana je s imenima dvojice američkih stručnjaka: Stevea Jobsa i Stevea Wozniaka.

Godine 1976. rođen je njihov prvi proizvodni PC, Apple-1, a 1977., Apple-2.

Bit osobnog računala može se ukratko formulirati na sljedeći način:

PC je mikroračunalo s hardverom i softverom lakim za korištenje.

Računalni hardverski komplet koristi

grafički prikaz u boji,

manipulatori tipa miša,

"joystick",

udobna tipkovnica,

Jednostavni kompaktni diskovi (magnetski i optički).

Softver omogućuje osobi laku komunikaciju sa strojem, brzo učenje osnovnih tehnika rada s njim i korist od računala bez pribjegavanja programiranju.

Komunikacija između osobe i osobnog računala može biti u obliku igrice sa šarenim slikama na ekranu i zvukom.

Nije iznenađujuće da su strojevi s takvim svojstvima brzo stekli popularnost, i to ne samo među stručnjacima.

Računalo postaje uobičajen kućanski aparat poput radija ili TV-a. Proizvode se u ogromnim količinama i prodaju u trgovinama.

Od 1980. godine američka tvrtka IBM postala je trendseter na tržištu osobnih računala.

Njegovi dizajneri uspjeli su stvoriti arhitekturu koja je zapravo postala međunarodni standard za profesionalna računala. Strojevi u ovoj seriji nazvani su IBM PC (Personal Computer).

U kasnim 80-ima - ranim 90-ima, Macintosh strojevi Apple Corporation postali su vrlo popularni. U SAD-u se široko koriste u obrazovnom sustavu.

Pojava i širenje osobnog računala po svom značaju za društveni razvoj usporediva je s pojavom tiskanja knjiga.

Računala su ta koja su informatičku pismenost učinila masovnom pojavom.

S razvojem ove vrste strojeva pojavio se pojam “informacijske tehnologije” bez koje je postalo nemoguće u većini područja ljudske djelatnosti.

Postoji još jedna linija u razvoju računala četvrte generacije. Ovo je superračunalo. Strojevi ove klase imaju brzine od stotina milijuna i milijardi operacija u sekundi.

Prvo superračunalo četvrte generacije bio je američki stroj ILLIAC-4, a slijedili su ga CRAY, CYBER i drugi.

Među domaćim strojevima ova serija uključuje višeprocesorski računalni kompleks ELBRUS.

Računalo pete generacije Ovo su automobili bliske budućnosti. Njihova glavna kvaliteta trebala bi biti visoka intelektualna razina.

Strojevi pete generacije realizirani su umjetnom inteligencijom.

U tom pravcu već je mnogo praktično učinjeno.

Sposoban je izvršiti bilo koji zadatak: bilo da se radi o ispisu teksta ili lansiranju svemirske letjelice. Čak je i djeci lakše svladati računalni jezik nego razumjeti zamršenost svog materinjeg govora. Pitam se kada se pojavilo prvo računalo koje je postalo najbolji pomoćnik u radu i poveznica sa cijelim svijetom.

Uvjeti za stvaranje “pametnog automobila”

Ostavit ćemo po strani filozofski dio i nećemo se zadržavati na razmatranju drevnih mehaničkih izuma, poput zbrojnih strojeva i drugih zanimljivih tehnologija koje su poslužile kao prototip računalnih uređaja. I u uvjetima elementarnog programiranja ostali su čista mehanika, ograničene funkcionalnosti. Govorit ćemo o elektroničkim računalima koja imaju nešto poput procesora i sposobna su obraditi svaki tehnički složen zadatak. Naša pitanja uključit će i temu koje godine se pojavilo prvo računalo.

Njegovoj pojavi prethodio je razvoj elektroničkih cijevi. To se dogodilo početkom prošlog stoljeća. U to vrijeme nije bilo govora o poluvodičkim tranzistorima i mikrosklopovima. Ali to je bilo razdoblje pojave cijevnih dioda i raznih pojačala. Igrali su ulogu "građevinskih blokova" pri radu s elektroničkim sklopovima. Izumitelji su aktivno koristili ovu priliku.

Koje se godine pojavilo prvo osobno računalo?

Dugo vremena je američki model ENIAC bio lider na ovom području. Rad na njemu započeo je 1943. i trajao tri godine. Ali već u to vrijeme Britanci ne samo da su stvorili, već su i lansirali računalni uređaj pod nazivom "Colossus". Štoviše, broj tih uređaja bio je desetke. Prvi "Colossus" imao je tisuću i pol lampi. Cilj mu je bio dešifrirati njemačke poruke. To se dogodilo simulacijom dizajna Enigminog stroja za šifriranje.

Godina je 1944. - Britanci su stvorili drugu verziju Collosusa Mark 2. Izumitelj "Colossija" bio je britanski inženjer elektronike Tommy Flowers. Nakon što je nestala potreba za tim strojevima, Churchill je izdao naredbu da se oni unište i podaci klasificiraju. Dakle, o tome kada se pojavilo prvo računalo saznali smo tek krajem 20. stoljeća.

Praotac moderne računalne tehnologije

Engleski "Colossus" nije bio predodređen za daljnji razvoj, pa je počasno mjesto kao prethodnik modernog računala dodijeljeno njegovom najbližem konkurentu - poznatijem i "naprednijem" američkom računalu ENIAC.

Ovaj uređaj pojavio se zahvaljujući ratu, odnosno potrebi da se izračuna putanja leta topničke granate. Da su kalkulatori bili dostupni, u izračunavanje udaljenosti nije bilo uključeno desetak ljudi. Unatoč svom uloženom vremenu i trudu rezultat nije bio točan.

John W. Mauchly i J. Presper Eckert imena su “roditelja” američkog čuda. Prvi od njih bio je fizičar koji je gajio san o izgradnji stroja za prognozu vremena, drugi je bio poznat kao pravi tehnički genij. Obojica su imali istu ideju i u isto su vrijeme upisali srednju tehničku školu Sveučilišta u Pennsylvaniji. A onda je otkrivena podudarnost interesa između dvojice entuzijasta i vojnih struktura: jednima je trebao snažan računalni stroj, drugi su imali želju raditi na njegovom stvaranju.

Kao rezultat toga, u travnju 1943. vojska je izdvojila sredstva za razvoj vozila. U njemu su korištene mnoge inovativne ideje za to vrijeme, koje su bile temelj za sljedeće generacije uređaja.

Težak 30 tona, visok 6 m i dugačak 26 m, “ENIAC” je stao sam u cijelu sobu. Sa svim svojim karakteristikama, memorija uređaja imala je mjesta za samo dvadesetak deseteroznamenkastih brojeva.

Unatoč prisutnosti nedostataka i poteškoća, uspješan rad ENIAC-a trajao je devet godina, budući da završetak rata nije eliminirao potrebu za točnim proračunima.

EDVAC je bio naziv sljedećeg izuma ovog para znanstvenika. Odlikovala se velikom praktičnošću i promišljenošću. Rad na ovoj zamisli započeo je odmah nakon što je ENIAC bio spreman. Pri razvoju računala korišten je potpuno novi pristup - njegov dizajn koristio je posebne memorijske ćelije za pohranu podataka i programa.

Glavna stvar u to vrijeme bila je nevjerojatna slučajnost okolnosti. Kako bi pomogli znanstvenicima, vlasti su u tim dodale Johna von Neumanna, koji nije bio ništa manje briljantan matematičar. Rad ovih talenata na jednom projektu doveo je do zapanjujućeg rezultata. Računalna industrija počela je ići naprijed golemim koracima, a mi još uvijek radimo na strojevima koji koriste principe Johna von Neumanna.

Usput, kupnja takvih računala bila je dostupna samo velikim poduzećima i institucijama.

IBM PC: pojava prvih osobnih računala

Masovna proizvodnja osobnih računala u kasnim 70-ima uzrokovala je pad potražnje za velikim računalima i miniračunalima. To je izazvalo ozbiljnu zabrinutost u IBM-u, koji je vodeći u proizvodnji velikih modela. Stoga je 1979. tvrtka odlučila testirati svoju snagu na tržištu osobnih računala.

Prvo osobno računalo, IBMPC, predstavljeno je široj javnosti u kolovozu 1981. Prošlo je malo vremena i steklo je ogromnu popularnost među korisnicima. Trebalo im je samo nekoliko godina da zauzmu vodeću poziciju u industriji.

Dakle, prvo osobno računalo dostupno širokom krugu korisnika je naravno ENIAC. Svi sljedeći postali su njegov nastavak. Danas se smijemo predviđanjima popularnog časopisa Popular Mechanics (1949.) o dolasku računala teških manje od 1,5 tone. Bili su traženi tijekom sljedećeg desetljeća, ali kolika je težina bilo kojeg od najnovijih pametnih telefona? Što možete reći o njegovoj izvedbi? Ali od prvog razvoja prošlo je vrlo malo vremena.

Kada se pojavilo prvo računalo, više nikome nije tajna. A prvo računalo se sigurno ne može usporediti s modernim strojevima.

Antikiterski mehanizam - starogrčki računalni uređaj (100. pr. Kr.)

Povijest izuma prvog mehanizma za računalstvo potječe iz stare Grčke. Mehanizam koji se sastoji od 37 brončanih zupčanika i četiri diska, a namijenjen je, prema znanstvenicima, proračunu kretanja nebeskih tijela, pronađen je 1901. godine na potonulom antičkom brodu u blizini grčkog otoka Antikitere. Nalaz datira otprilike u 100-150 pr. e. Drevno astronomsko računalo izračunalo je položaje pet tada poznatih planeta i izvršilo matematičke proračune.

Pronađeni fragmenti mehanizma s Antikitere čuvaju se u Nacionalnom arheološkom muzeju u Ateni. Nažalost, nikada nećemo saznati tko je izumio ovaj mehanizam koji je bio ispred svog vremena.

Ideja računalnog uređaja

Računalo(Engleski) Računalo- “kalkulator”) - uređaj koji izvodi zadani slijed operacija (najčešće se odnose na numeričke izračune i manipulaciju podacima).

Računalo- uređaj čija se računalna funkcionalnost temelji na elektroničkim komponentama: vakuumskim cijevima, poluvodičima, otpornicima, kondenzatorima.

Povijest izuma prvog računala , možda, počinje s idejama poznatog talijanskog izumitelja. Leonardo da Vinci je još u 15. stoljeću u svojim dnevnicima dao skicu uređaja za zbrajanje koji se temelji na zupčaničkim prstenovima. (iako Leonardo nije stigao dalje od crteža jer su tadašnje tehnologije bile vrlo primitivne za provedbu njegovih ideja).

Samo dva stoljeća kasnije, briljantni matematičar Pascal, uz velike poteškoće, uspio je oživjeti svoj projekt mehaničke zbrojnice “Pascalina”.

Povijest izuma računala se dijeli na jedinstvena razdoblja: brojanje predmeta na kamenčićima ili kostima pretvoreno je u pretka modernog brojanja, doba zupčanika i poluga dalo je čovječanstvu Pascalinov mehanički kalkulator, kasnije je svijet ugledao Babbageov diferencijski stroj i, konačno, ovladavši elektricitetom, čovjek je bio sposoban izgraditi elektroničko računalo (računalo).

Što je računalo, a što nije? von Neumannov stroj

John von Neumann postavio je temeljna načela po kojima se i danas stvaraju moderna računala. Von Neumannova arhitektura- poznati princip zajedničkog pohranjivanja naredbi i podataka u memoriju računala. Drugim riječima, to znači da se i podaci i programski kod koji radi s tim podacima nalaze u istoj memoriji (RAM).

Dolje je prikazan tipični dijagram von Neumannovog računalnog stroja (računala). Sastoji se od glavnih komponenti:

1. Aritmetičko logička jedinica
2. ALU kontrola
3. radna memorija
4. I/O uređaj

pitajući se koji je izumio prvo računalo, potrebno je razumjeti razliku između mehaničkih računalnih uređaja i elektroničkih računala. ABC se smatra prvim elektroničkim digitalnim računalom(Atanasoff-Berry Computer) - Atanasoff-Berry računalo koje su razvili fizičar John Atanasoff i Cliford Berry na Sveučilištu Iowa između 1937. i 1942. godine. Tako Službeno, povijest izuma prvog računala seže u 1942. godinu.

Era mehaničkih kalkulatora

Drevni kalkulator Abacus - praotac računa

Abakus - drevni praotac brojanja

Prvi računalni uređaj bio je Abacus. Ovaj izum star je više od dvije tisuće godina. Abakus je bila drvena ploča s prugama po kojima su se pomicali kamenčići. Sličan princip rada možemo vidjeti i kod modernih abakusa, koji su daleki rođaci abakusa.

Pascalov prvi mehanički kalkulator

Pascalovo mehaničko računalo. Lovorike izumitelja prvog mehaničkog mehanizma za brojanje pripadaju francuskom matematičaru, fizičaru i izumitelju Blaiseu Pascalu (19. lipnja 1623. - 19. kolovoza 1662.). Ovaj mehanički stroj za zbrajanje mogao je izvesti četiri osnovne matematičke operacije. Tijekom svog kratkog života, Pascal je proizveo 50 ovih mehaničkih kalkulatora.

Charles Babbage je engleski matematičar, tvorac prve analitičke mašine, koja je prototip modernog računala. Ideja analitičkog stroja temeljila se na principima modernog digitalnog računala: ulazno-izlazni uređaj, memorijske ćelije, aritmetička jedinica. Babbageovo mehaničko računalo izvodilo je algebarske izračune, tj. operiran s varijablama.

Elektronsko-mehaničko računalo Z-1 Konrada Zuzzea

Godine 1938. njemački inženjer Konrad Zuse vlastitim je sredstvima konstruirao prvi mehanički programabilni digitalni stroj. Pokretan je električnim pogonom i nalazio se na dva stola pomaknuta zajedno, zauzimajući površinu od 4 m / kubični metar. Da nije bilo bombardiranja tijekom rata koja su uništila Z-1, povijest izuma prvog računala bi se računalo od 1938. godine.

Iste godine, Zuse je počeo stvarati napredniji model, Z2, koji se temeljio na telefonskim relejima. 1941.: Zuse stvara Z3, koji je bio prototip modernog računala. Z3 se mogao programirati u binarnom kodu, mogao je izvoditi izračune na brojevima s pomičnim zarezom, imao je uređaj za pohranu podataka i mogao je čitati programe s bušene trake (!). Zuseovi planovi bili su stvoriti sljedeću generaciju Z pomoću vakuumskih cijevi, ali zbog njemačke vojne kampanje uskraćeno mu je financiranje.

Nakon rata Zuse je nastavio razvijati računalnu tehnologiju unutar zidova vlastite tvrtke Zuse KG. Kasnije je njegovu tvrtku kupio Siemens. Konrad Zuse nije bio samo briljantan izumitelj, već i talentirani umjetnik.

Računalni kolos

Računalo "Colossus" - supertajni britanski projekt

Tijekom Drugog svjetskog rata njemački radiooperateri koristili su poseban algoritam šifriranja za prijenos tajnih podataka.

Kako bi ubrzao dešifriranje njemačkih poruka, britanski inženjer Tommy Flowers, zajedno s odjelom Maxa Newmana, napravio je 1943. stroj za dešifriranje Colossus.

Računalo Colossus koristilo je velik broj vakuumskih cijevi, a podaci su se unosili s bušene trake. Rad Flowersa i Newmana nije bio cijenjen jer... dugo se držao u tajnosti. Winston Churchill osobno je potpisao naredbu da se stroj za dešifriranje uništi na dijelove. Zbog najstrože tajnosti, povijest izuma računala Kolos nije spominjan u povijesnim djelima.

Prvo elektroničko računalo Johna Atanasoffa ABC

1942. John Atanasoff, zajedno s Cliffordom Berryjem, razvio je prvo elektroničko digitalno računalo u Sjedinjenim Državama, ABC. Ovaj elektronički stroj nije se mogao programirati. ABC je bilo prvo računalo na svijetu BEZ POKRETNIH DIJELOVA (releji, bregasti mehanizmi itd...). U ovom trenutku i prema zakonu, na temelju elektroničkih komponenti pripada Johnu Atanasovu.

Dugo se vremena vjerovalo da izum prvog računala u vlasništvu Eckerta i Mauchlyja, ali nakon duge parnice 1973. savezni sudac Earl Larson poništio je patent koji su prethodno posjedovali Eckert i Mauchly, priznajući Johna Atanasova kao izumitelja prvog elektroničkog računala.

Računalo Eckert - Moshli ENIAC

Godine 1946. John Mauchly i John Eckert, zajedno s osobljem Moore School of Electrical Engineering u Penn Stateu, razvili su veliko elektroničko računalo dizajnirano za vojne potrebe, Electrical Numerical Integrator and Calculator. ENIAC je implementiran na vakuumskim cijevima, što je značajno ubrzalo proces obrade i operacija podataka. Težina računala bila je 27 tona. Svi izračuni izvedeni su u decimalnom sustavu. Da bi se promijenila referenca (program koji se izvodi), ENIAC je morao biti ponovno spojen. Ogromna računalna snaga (za to vrijeme) ENIAC-a korištena je u vojne svrhe, zatim za prognozu vremena.

Od čega su napravljena računala?

Srce svakog računala je aritmetičko-logička jedinica (ALU, procesor), memorija za pohranu međurezultata izračuna i ulazno-izlazni uređaj. Prve računalne komponente implementirane su pomoću releja i radio cijevi. Kasnije, s pojavom tranzistora i mikro krugova, veličina računala značajno se smanjila, a računalna snaga, naprotiv, porasla.

Vakuumska trioda – osnova prvih elektroničkih računala

Prva računala koristila su vakuumske triode (radio cijevi) koje je izumio Lee De Forest 1906. godine. Trioda se sastoji od tri elementa smještena pod vakuumom u staklenoj posudi: katodne anode i rešetke koja se nalazi između njih. Napon se primjenjuje između anode i katode. Struja između anode i katode može se promijeniti primjenom različitih potencijala na mrežu. Da. možete promijeniti stanje triode: uključeno/isključeno. Trioda (u naše vrijeme tranzistor) je vrata, diskretna jedinica računala na temelju koje se grade složeniji logički sklopovi.

Osim radio cijevi, široko su korištene i pasivne elektroničke komponente: otpornici, kondenzatori. Međutim, samo su radio cijevi kvarile češće od svih ostalih. To je zbog same arhitekture ovih vakuumskih uređaja: svaka radio cijev ima radni vijek i to prilično kratak (u odnosu na poluvodički tranzistor, na primjer). S vremenom katoda radiocijevi brzo gubi emisiju i radiocijev postaje neupotrebljiva.

RAM prvih računala

Prvi RAM implementiran je na feritnim prstenovima spojenim u matricu. Ovaj RAM memorirao je informacije u obliku smjera magnetizacije malih feritnih jezgri. Smjer magnetiziranja jednog feritnog prstena omogućuje pohranu jednog bita informacije. Ova metoda pohranjivanja podataka bila je uobičajena do sredine 1970-ih.

Povijest izuma računala. Naši dani

Nakon izuma poluvodičkog tranzistora (1947.) i mikrosklopa (1952.), stvaranje računala doseglo je kvalitativno novu razinu. Zahvaljujući svojoj maloj veličini, velikoj brzini prebacivanja i niskoj potrošnji energije, poluvodički uređaji i mikrosklopovi omogućili su razvoj brzih računala za sve primjene.

IBM se može nazvati izumiteljem prvog osobnog računala, točnije, otvorene arhitekture IBM PC-a, koji je montažna struktura s utorima za proširenje i podrškom za softver i hardver raznih tvrtki. IBM PC standard je dominantna arhitektura na kojoj se danas proizvode sva moderna računala.

Prvo osobno računalo IBM-PC 5150 postavio je novi standard u industriji mikroračunala.

Mooreov zakon i budućnost računala

Zakon Gordona Moorea je empirijsko opažanje (koje je sve donedavno savršeno funkcioniralo) koje predviđa udvostručenje broja tranzistora na procesorskoj ploči otprilike svaka 24 mjeseca. Zahvaljujući naporima čudovišta u industriji središnjih i video procesora kao što su Intel i Nvidia, živimo u nevjerojatnoj eri virtualizacije, računalnih igara s grafikom koja se ne može razlikovati od holivudskog akcijskog filma.
Broj tranzistora u Intelovim procesorima približava se dvjema milijardama, a sam kristal čipa može stati na nokat. Kombinacijom računalnih jezgri na jednoj podlozi i samih procesora na zajedničkoj matičnoj ploči, programeri su postigli fantastičnu računalnu snagu. Dizajniranje specijalnih efekata i virtualne stvarnosti, modeliranje složenih bioloških procesa, astronomija i astrofizika samo su neka područja u kojima korištenje moćnih suvremenih računala pomaže čovječanstvu da se ubrzano razvija i razumije svijet oko sebe.

Jedan od prvih uređaja (V-IV stoljeća prije Krista), od kojih se može smatrati da je započela povijest razvoja računala, bila je posebna ploča, kasnije nazvana "abakus". Proračuni na njemu su se vršili pomicanjem kostiju ili kamenja u udubljenja dasaka od bronce, kamena, bjelokosti i sl. U Grčkoj je abakus postojao već u 5. stoljeću. Kr., Japanci su ga zvali "serobayan", Kinezi "suanpan". U staroj Rusiji se za brojanje koristio uređaj sličan abakusu - "brojenje dasaka". U 17. stoljeću ovaj je uređaj poprimio oblik uobičajenog ruskog abakusa.

Abakus (V-IV st. pr. Kr.)

Francuski matematičar i filozof Blaise Pascal stvorio je 1642. godine prvi stroj koji je u čast svog tvorca dobio ime Pascalina. Mehanička naprava u obliku kutije s mnogo zupčanika, osim zbrajanja, vršila je i oduzimanje. Podaci su se unosili u stroj okretanjem brojčanika koji su odgovarali brojevima od 0 do 9. Odgovor se pojavio na vrhu metalnog kućišta.

Godine 1673. Gottfried Wilhelm Leibniz stvorio je mehaničku spravu za računanje (Leibniz calculator - Leibniz calculator), koja je prvi put ne samo zbrajala i oduzimala, već i množila, dijelila i računala kvadratni korijen. Kasnije je Leibnizov kotač postao prototip masovnih računskih instrumenata - strojeva za zbrajanje.

Engleski matematičar Charles Babbage razvio je uređaj koji ne samo da je izvodio aritmetičke operacije, već je i odmah ispisivao rezultate. Godine 1832. napravljen je deseterostruko manji model od dvije tisuće mjedenih dijelova, koji je težio tri tone, ali je bio sposoban izvoditi aritmetičke operacije točne do šeste decimale i izračunavati derivacije drugog reda. Ovo računalo postalo je prototip pravih računala; nazvano je diferencijalnim strojem.

Aparat za zbrajanje s kontinuiranim prijenosom desetica stvorio je ruski matematičar i mehaničar Pafnuty Lvovich Chebyshev. Ovim uređajem postiže se automatizacija svih aritmetičkih operacija. Godine 1881. stvoren je dodatak stroju za zbrajanje za množenje i dijeljenje. Načelo kontinuiranog prijenosa desetica naširoko je korišteno u raznim brojačima i računalima.

Automatizirana obrada podataka pojavila se krajem prošlog stoljeća u SAD-u. Herman Hollerith stvorio je uređaj - Hollerith Tabulator - u kojem su informacije ispisane na bušenim karticama dešifrirane električnom strujom.

Godine 1936. mladi znanstvenik s Cambridgea, Alan Turing, osmislio je mentalni stroj za računanje koji je postojao samo na papiru. Njegov “pametni stroj” radio je prema specifičnom algoritmu. Ovisno o algoritmu, zamišljeni stroj mogao bi se koristiti u najrazličitije svrhe. Međutim, tada su to bila čisto teorijska razmatranja i sheme koje su poslužile kao prototip programabilnog računala, kao računalnog uređaja koji obrađuje podatke u skladu s određenim nizom naredbi.

Informacijske revolucije u povijesti

U povijesti razvoja civilizacije dogodilo se nekoliko informacijskih revolucija - transformacija društvenih odnosa s javnošću uslijed promjena u području obrade, pohranjivanja i prijenosa informacija.

Prvi Revolucija je povezana s izumom pisma, što je dovelo do golemog kvalitativnog i kvantitativnog skoka u civilizaciji. Postoji mogućnost prenošenja znanja s generacije na generaciju.

Drugi(sredina 16. st.) revoluciju je izazvao izum tiskarstva, koji je radikalno promijenio industrijsko društvo, kulturu i organizaciju djelatnosti.

Treći(kraj 19. st.) revolucija s otkrićima na području električne energije, zahvaljujući kojoj su se pojavili telegraf, telefon, radio i uređaji koji omogućuju brzi prijenos i prikupljanje informacija u bilo kojem opsegu.

Četvrta(od sedamdesetih godina 20. stoljeća) revolucija je povezana s izumom mikroprocesorske tehnike i pojavom osobnog računala. Računala i sustavi za prijenos podataka (informacijske komunikacije) nastaju pomoću mikroprocesora i integriranih sklopova.

Ovo razdoblje karakteriziraju tri temeljne inovacije:

• prijelaz s mehaničkih i električnih sredstava pretvorbe informacija na elektronička;
• minijaturizacija svih komponenti, uređaja, instrumenata, strojeva;
• stvaranje softverski upravljanih uređaja i procesa.

Povijest razvoja računalne tehnologije

Potreba za pohranjivanjem, pretvorbom i prijenosom informacija javila se kod ljudi puno prije nastanka telegrafskog aparata, prve telefonske centrale i elektroničkog računala (računala). Zapravo, svo iskustvo, svo znanje koje je čovječanstvo skupilo, na ovaj ili onaj način, pridonijelo je nastanku računalne tehnologije. Povijest nastanka računala - općeg naziva za elektroničke strojeve za izvođenje proračuna - počinje daleko u prošlosti i povezana je s razvojem gotovo svih aspekata ljudskog života i djelovanja. Otkad postoji ljudska civilizacija, toliko se dugo koristi i određena automatizacija proračuna.

Povijest razvoja računalne tehnologije seže oko pet desetljeća unatrag. Tijekom tog vremena promijenilo se nekoliko generacija računala. Svaka sljedeća generacija odlikovala se novim elementima (elektronske cijevi, tranzistori, integrirani krugovi), čija je proizvodna tehnologija bila bitno drugačija. Trenutno postoji općeprihvaćena klasifikacija generacija računala:

• Prva generacija (1946. - rane 50-e). Elementna baza su elektronske cijevi. Računala su se razlikovala po velikim dimenzijama, visokoj potrošnji energije, maloj brzini, niskoj pouzdanosti i programiranju u kodovima.
• Druga generacija (kasne 50-e - rane 60-e). Elementna baza - poluvodič. Gotovo sve tehničke karakteristike poboljšane su u odnosu na prethodnu generaciju računala. Za programiranje se koriste algoritamski jezici.
• 3. generacija (kasne 60-e - kasne 70-e). Elementna baza - integrirani krugovi, sklop višeslojnog tiskanog kruga. Naglo smanjenje veličine računala, povećanje njihove pouzdanosti, povećanje produktivnosti. Pristup s udaljenih terminala.
• Četvrta generacija (od sredine 70-ih do kraja 80-ih). Elementna baza su mikroprocesori, veliki integrirani krugovi. Tehničke karakteristike su poboljšane. Masovna proizvodnja osobnih računala. Pravci razvoja: snažni višeprocesorski računalni sustavi visokih performansi, stvaranje jeftinih mikroračunala.
• Peta generacija (od sredine 80-ih). Započeo je razvoj inteligentnih računala, ali još nije bio uspješan. Upoznavanje sa svim područjima računalnih mreža i njihove integracije, korištenje distribuirane obrade podataka, široka uporaba računalnih informacijskih tehnologija.

Usporedo sa smjenom generacija računala mijenjala se i priroda njihove uporabe. Ako su u početku stvoreni i korišteni uglavnom za rješavanje računalnih problema, kasnije se opseg njihove primjene proširio. To uključuje obradu informacija, automatizaciju upravljanja proizvodnim, tehnološkim i znanstvenim procesima i još mnogo toga.

Principi rada računala Konrada Zusea

Ideja o mogućnosti izgradnje automatiziranog računskog aparata pala je na pamet njemačkom inženjeru Konradu Zuseu, a 1934. godine Zuse je formulirao osnovne principe na kojima bi buduća računala trebala raditi:

• binarni brojevni sustav;
• korištenje uređaja koji rade na principu „da/ne“ (logično 1/0);
• potpuno automatizirani proces računala;
• softverska kontrola procesa izračuna;
• podrška za aritmetiku s pomičnim zarezom;
• koristeći memoriju velikog kapaciteta.

Zuse je prvi u svijetu utvrdio da obrada podataka počinje s bitom (bit je nazvao “da/ne status”, a formule binarne algebre uvjetnim propozicijama), prvi je uveo termin “strojna riječ” ( Word), prvi koji je kombinirao rad aritmetičkog i logičkog kalkulatora, napominjući da je “elementarna radnja računala testiranje jednakosti dvaju binarnih brojeva. Rezultat će također biti binarni broj s dvije vrijednosti (jednake, ne jednake)."

Prva generacija - računala s vakuumskim cijevima

Colossus I je prvo cijevno računalo, koje su stvorili Britanci 1943. za dešifriranje njemačkih vojnih šifri; sastojao se od 1800 vakuumskih cijevi—uređaja za pohranu informacija—i bio je jedno od prvih programabilnih elektroničkih digitalnih računala.

ENIAC - stvoren je za izračun topničkih balističkih tablica; ovo računalo bilo je teško 30 tona, zauzimalo je 1000 četvornih stopa i trošilo je 130-140 kW električne energije. Računalo je sadržavalo 17.468 vakuumskih cijevi šesnaest tipova, 7.200 kristalnih dioda i 4.100 magnetskih elemenata, a nalazili su se u ormarima ukupnog volumena od oko 100 m 3 . ENIAC je imao učinak od 5000 operacija u sekundi. Ukupna cijena stroja iznosila je 750 000 USD. Potrošnja električne energije iznosila je 174 kW, a ukupna zauzeta površina iznosila je 300 m2.

Još jedan predstavnik 1. generacije računala na kojeg treba obratiti pozornost je EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer). EDVAC je zanimljiv jer je pokušao elektronički snimiti programe u takozvanim "ultrazvučnim linijama kašnjenja" pomoću živinih cijevi. U 126 takvih redaka bilo je moguće pohraniti 1024 reda četveroznamenkastih binarnih brojeva. Bilo je to "brzo" sjećanje. Kao "spora" memorija, trebala je snimati brojeve i naredbe na magnetsku žicu, ali se ta metoda pokazala nepouzdanom i bilo je potrebno vratiti se na teletip trake. EDVAC je bio brži od svog prethodnika, zbrajanje za 1 µs i dijeljenje za 3 µs. Sadržao je samo 3,5 tisuće elektroničkih cijevi i bio je smješten na 13 m 2 površine.

UNIVAC (Universal Automatic Computer) bio je elektronički uređaj s programima pohranjenim u memoriji, koji su se tamo unosili ne s bušenih kartica, već pomoću magnetske trake; to je osiguralo veliku brzinu čitanja i pisanja informacija, a posljedično i veće performanse stroja u cjelini. Jedna vrpca može sadržavati milijun znakova, zapisanih u binarnom obliku. Trake mogu pohranjivati ​​i programe i posredne podatke.

Druga generacija je računalo s tranzistorima.

Tranzistori su zamijenili vakuumske cijevi u ranim 60-ima. Tranzistori (koji se ponašaju kao električni prekidači) troše manje energije i stvaraju manje topline te zauzimaju manje prostora. Kombiniranje nekoliko tranzistorskih krugova na jednoj ploči proizvodi integrirani krug (čip, doslovno, ploča). Tranzistori su brojači binarnih brojeva. Ti dijelovi bilježe dva stanja - prisutnost struje i odsutnost struje, te pritom obrađuju informacije koje im se prezentiraju upravo u tom binarnom obliku.

Godine 1953. William Shockley izumio je tranzistor s p-n spojem. Tranzistor zamjenjuje vakuumsku cijev, a istovremeno radi na većoj brzini, proizvodi vrlo malo topline i ne troši gotovo nimalo električne energije. Istodobno s procesom zamjene elektroničkih cijevi tranzistorima, poboljšane su metode pohranjivanja informacija: magnetske jezgre i magnetski bubnjevi počeli su se koristiti kao memorijski uređaji, a već 60-ih godina pohranjivanje informacija na diskove postalo je rašireno.

Jedno od prvih tranzistorskih računala, Atlas Guidance Computer, lansirano je 1957. godine i korišteno je za upravljanje lansiranjem rakete Atlas.

Napravljen 1957. godine, RAMAC je bilo jeftino računalo s modularnom vanjskom diskovnom memorijom, kombinacijom magnetske jezgre i bubanj memorije s izravnim pristupom. I premda ovo računalo još nije bilo potpuno tranzistorizirano, odlikovalo se visokim performansama i lakoćom održavanja i bilo je u velikoj potražnji na tržištu uredske automatizacije. Stoga je "veliki" RAMAC (IBM-305) hitno pušten u promet za 5 MB podataka, RAMAC sustav je trebao 50 diskova promjera 24 inča. Informacijski sustav izrađen na temelju ovog modela besprijekorno je obrađivao nizove zahtjeva na 10 jezika.

Godine 1959. IBM je napravio svoje prvo veliko glavno računalo sa svim tranzistorima, 7090, sposobno za 229 000 operacija u sekundi - pravo tranzistorsko glavno računalo. Godine 1964., na temelju dva 7090 mainframea, američki zrakoplovni prijevoznik SABRE prvi je upotrijebio automatizirani sustav za prodaju i rezervaciju zrakoplovnih karata u 65 gradova diljem svijeta.

Godine 1960. DEC je predstavio prvo miniračunalo na svijetu, PDP-1 (Programmed Data Processor), računalo s monitorom i tipkovnicom koje je postalo jedan od najistaknutijih fenomena na tržištu. Ovo računalo je moglo izvesti 100 000 operacija u sekundi. Sam stroj je zauzimao samo 1,5 m 2 na podu. PDP-1 postao je, zapravo, prva platforma za igranje na svijetu zahvaljujući studentu MIT-a Steveu Russellu, koji je za njega napisao računalnu igračku Star War!

Godine 1968. Digital je pokrenuo prvu serijsku proizvodnju miniračunala - bio je to PDP-8: cijena im je bila oko 10.000 dolara, a model je bio veličine hladnjaka. Ovaj određeni model PDP-8 mogli su kupiti laboratoriji, sveučilišta i male tvrtke.

Domaća računala tog vremena mogu se okarakterizirati na sljedeći način: u pogledu arhitektonskih, sklopovskih i funkcionalnih rješenja odgovarala su svom vremenu, ali su njihove mogućnosti bile ograničene zbog nesavršenosti proizvodne i elementarne baze. Najpopularniji strojevi bili su serija BESM. Serijska proizvodnja, prilično beznačajna, započela je izdavanjem računala Ural-2 (1958), BESM-2, Minsk-1 i Ural-3 (svi - 1959). Godine 1960. serije M-20 i Ural-4 krenule su u proizvodnju. Maksimalna izvedba krajem 1960. bila je "M-20" (4500 lampi, 35 tisuća poluvodičkih dioda, memorija s 4096 ćelija) - 20 tisuća operacija u sekundi. Prva računala temeljena na poluvodičkim elementima (“Razdan-2”, “Minsk-2”, “M-220” i “Dnepr”) bila su još u fazi razvoja.

Treća generacija - mala računala temeljena na integriranim krugovima

U 50-im i 60-im godinama sastavljanje elektroničke opreme bio je radno intenzivan proces koji je bio usporen sve većom složenošću elektroničkih sklopova. Na primjer, tip računala CD1604 (1960., Control Data Corp.) sadržavao je oko 100 tisuća dioda i 25 tisuća tranzistora.

Godine 1959. Amerikanci Jack St. Clair Kilby (Texas Instruments) i Robert N. Noyce (Fairchild Semiconductor) neovisno su izumili integrirani sklop (IC) - kolekciju tisuća tranzistora smještenih na jedan silicijski čip unutar mikrosklopa.

Proizvodnja računala pomoću IC-ova (kasnije su nazvani mikrosklopovi) bila je mnogo jeftinija od korištenja tranzistora. Zahvaljujući tome, mnoge su organizacije mogle kupiti i koristiti takve strojeve. A to je zauzvrat dovelo do povećanja potražnje za računalima opće namjene dizajniranim za rješavanje različitih problema. Tijekom tih godina proizvodnja računala je dobila industrijske razmjere.

U isto vrijeme pojavila se poluvodička memorija koja se i danas koristi u osobnim računalima.

Četvrta generacija - osobna računala temeljena na procesorima

Prethodnici IBM PC-a bili su Apple II, Radio Shack TRS-80, Atari 400 i 800, Commodore 64 i Commodore PET.

Rođenje osobnih računala (PC) s pravom se povezuje s Intelovim procesorima. Korporacija je osnovana sredinom lipnja 1968. godine. Od tada je Intel izrastao u najvećeg svjetskog proizvođača mikroprocesora s više od 64 tisuće zaposlenih. Intelov cilj bio je stvoriti poluvodičku memoriju i, kako bi preživjela, tvrtka je počela primati narudžbe trećih strana za razvoj poluvodičkih uređaja.

Godine 1971. Intel je dobio narudžbu za razvoj kompleta od 12 čipova za programibilne mikrokalkulatore, ali su Intelovi inženjeri smatrali stvaranje 12 specijaliziranih čipova nezgrapnim i neučinkovitim. Problem smanjenja raspona mikrosklopova riješen je stvaranjem "para" poluvodičke memorije i aktuatora koji može raditi prema naredbama pohranjenim u njemu. Bio je to proboj u filozofiji računalstva: univerzalna logička jedinica u obliku 4-bitne središnje procesorske jedinice, i4004, koja je kasnije nazvana prvim mikroprocesorom. Bio je to skup od 4 čipa, uključujući jedan čip kontroliran naredbama koje su bile pohranjene u internoj memoriji poluvodiča.

Kao komercijalni razvoj, mikroračunalo (kako se tada zvao čip) pojavilo se na tržištu 11. studenog 1971. pod imenom 4004: 4 bita, sa 2300 tranzistora, taktom od 60 kHz, koštalo je 200 dolara. Godine 1972. Intel je izdao osam-bitni mikroprocesor 8008, a 1974. - njegova poboljšana verzija Intel-8080, koja je do kraja 70-ih postala standard za industriju mikroračunala. Već 1973. godine u Francuskoj se pojavilo prvo računalo bazirano na procesoru 8080, Micral. Iz raznih razloga ovaj procesor nije bio uspješan u Americi (u Sovjetskom Savezu je kopiran i dugo se proizvodio pod imenom 580VM80). U isto vrijeme, grupa inženjera napustila je Intel i osnovala Zilog. Njegov najistaknutiji proizvod je Z80, koji ima prošireni skup instrukcija 8080 i, koji je osigurao njegov komercijalni uspjeh za kućanske aparate, zadovoljio se s jednim naponom napajanja od 5 V. Na njegovoj osnovi, posebno, stvoreno je računalo ZX-Spectrum (ponekad nazvano imenom njegovog tvorca - Sinclair), koje je praktički postalo prototip kućnog računala sredinom 80-ih. Godine 1981. Intel je izdao 16-bitni procesor 8086 i 8088 - analog 8086, s iznimkom vanjske 8-bitne podatkovne sabirnice (tada su svi periferni uređaji još uvijek bili 8-bitni).

Konkurent Intelu, računalo Apple II razlikovalo se po tome što nije bilo potpuno dovršen uređaj te je ostavljena određena sloboda za modifikaciju izravno od strane korisnika - bilo je moguće ugraditi dodatne ploče sučelja, memorijske ploče itd. je li ta značajka, koja je kasnije nazvana "otvorena arhitektura", postala njegova glavna prednost. Još dvije inovacije, razvijene 1978., pridonijele su uspjehu Applea II. Jeftina pohrana disketa i prvi komercijalni program za izračun, proračunska tablica VisiCalc.

Računalo Altair-8800, izgrađeno na procesoru Intel-8080, bilo je vrlo popularno 70-ih godina. Iako su Altairove mogućnosti bile prilično ograničene - RAM memorija iznosila je samo 4 KB, nedostajali su tipkovnica i ekran, njegova pojava dočekana je s velikim oduševljenjem. Na tržište je lansiran 1975. godine, au prvim mjesecima prodano je nekoliko tisuća kompleta stroja.

Ovo računalo, koje je razvio MITS, prodavalo se poštom kao komplet dijelova za samostalno sastavljanje. Cijeli komplet za sklapanje koštao je 397 dolara, dok se sam Intelov procesor prodavao za 360 dolara.

Širenje osobnih računala do kraja 70-ih dovelo je do laganog smanjenja potražnje za velikim računalima i miniračunalima - IBM je 1979. izdao IBM PC temeljen na procesoru 8088. Softver koji je postojao ranih 80-ih bio je usmjeren na obradu teksta i jednostavnih elektroničkih tablica, a sama pomisao da bi “mikroračunalo” moglo postati poznat i potreban uređaj na poslu i kod kuće činila se nevjerojatnom.

Dana 12. kolovoza 1981. IBM je predstavio osobno računalo (PC), koje je u kombinaciji sa Microsoftovim softverom postalo standard za cjelokupnu flotu osobnih računala modernog svijeta. Cijena modela IBM PC-a s jednobojnim zaslonom bila je oko 3000 dolara, sa zaslonom u boji - 6000 dolara. IBM PC konfiguracija: Intel 8088 procesor frekvencije 4,77 MHz i 29 tisuća tranzistora, 64 KB RAM-a, 1 disketna jedinica kapaciteta 160 KB i obični ugrađeni zvučnik. U to je vrijeme pokretanje i rad s aplikacijama bila prava muka: zbog nedostatka tvrdog diska morali ste stalno mijenjati diskete, nije bilo "miša", korisničkog sučelja grafičkog prozora, točne korespondencije između slike na ekranu i konačni rezultat (WYSIWYG). Grafika u boji bila je izrazito primitivna, o trodimenzionalnoj animaciji ili obradi fotografija nije bilo govora, ali s ovim modelom započela je povijest razvoja osobnih računala.

Godine 1984. IBM je predstavio još dva nova proizvoda. Najprije je izašao model za kućne korisnike, nazvan PCjr, baziran na procesoru 8088, koji je bio opremljen možda prvom bežičnom tipkovnicom, ali ovaj model nije postigao uspjeh na tržištu.

Drugi novi proizvod je IBM PC AT. Najvažnija značajka: prijelaz na mikroprocesore više razine (80286 s digitalnim koprocesorom 80287) uz zadržavanje kompatibilnosti s prethodnim modelima. Ispostavilo se da je ovo računalo postavljalo standarde za mnogo godina u nizu aspekata: bilo je prvo koje je uvelo 16-bitnu sabirnicu za proširenje (koja je ostala standard do danas) i EGA grafičke adaptere s rezolucijom od 640x350 i 16-bitnu dubinu boje.

Godine 1984. izdana su prva Macintosh računala s grafičkim sučeljem, mišem i mnogim drugim atributima korisničkog sučelja koji su bitni za moderna stolna računala. Novo sučelje korisnike nije ostavilo ravnodušnima, no revolucionarno računalo nije bilo kompatibilno s prethodnim programima ili hardverskim komponentama. A u tadašnjim korporacijama WordPerfect i Lotus 1-2-3 već su postali normalni radni alati. Korisnici su se već navikli i prilagodili DOS znakovnom sučelju. S njihove točke gledišta, Macintosh je čak izgledao nekako neozbiljno.

Peta generacija računala (od 1985. do danas)

Izrazite karakteristike V generacije:

1. Nove proizvodne tehnologije.
2. Odbijanje tradicionalnih programskih jezika kao što su Cobol i Fortran u korist jezika s povećanim mogućnostima za manipulaciju simbolima i elementima logičkog programiranja (Prolog i Lisp).
3. Naglasak na novim arhitekturama (npr. arhitektura protoka podataka).
4. Nove metode unosa/izlaza jednostavne za korištenje (npr. prepoznavanje govora i slike, sinteza govora, obrada poruka prirodnog jezika)
5. Umjetna inteligencija (odnosno automatizacija procesa rješavanja problema, donošenje zaključaka, manipuliranje znanjem)

Na prijelazu iz 80-ih u 90-e formirana je alijansa Windows-Intel. Kada je Intel početkom 1989. izbacio mikroprocesor 486, proizvođači računala nisu čekali da IBM ili Compaq predvode. Počela je utrka u kojoj su sudjelovali deseci tvrtki. Ali sva su nova računala bila izuzetno slična jedno drugom - ujedinila ih je kompatibilnost sa sustavom Windows i Intelovim procesorima.

Godine 1989. izdan je procesor i486. Imao je ugrađen matematički koprocesor, cjevovod i ugrađenu L1 predmemoriju.

Pravci razvoja računala

Neuroračunala se mogu svrstati u šestu generaciju računala. Unatoč činjenici da je prava uporaba neuronskih mreža započela relativno nedavno, neuroračunalstvo kao znanstveno područje je već u sedmom desetljeću, a prvo neuroračunalo izgrađeno je 1958. godine. Dizajner automobila bio je Frank Rosenblatt, koji je svojoj ideji dao ime Mark I.

Teorija neuronskih mreža prvi je put predstavljena u radu McCullocha i Pittsa 1943.: bilo koja aritmetička ili logička funkcija može se implementirati pomoću jednostavne neuronske mreže. Zanimanje za neuroračunalstvo ponovno se pojavilo početkom 1980-ih i potaknuto novim radom s višeslojnim perceptronima i paralelnim računalstvom.

Neuroračunala su osobna računala koja se sastoje od mnogo jednostavnih računalnih elemenata, nazvanih neuroni, koji rade paralelno. Neuroni tvore takozvane neuronske mreže. Visoke performanse neuroračunala postižu se upravo zahvaljujući ogromnom broju neurona. Neuroračunala su izgrađena na biološkom principu: ljudski živčani sustav sastoji se od pojedinačnih stanica - neurona, čiji broj u mozgu doseže 10 12, unatoč činjenici da je vrijeme odziva neurona 3 ms. Svaki neuron obavlja prilično jednostavne funkcije, ali budući da je povezan u prosjeku s 1-10 tisuća drugih neurona, takva skupina uspješno osigurava funkcioniranje ljudskog mozga.

U optoelektroničkim računalima nositelj informacije je svjetlosni tok. Električni signali se pretvaraju u optičke i obrnuto. Optičko zračenje kao nositelj informacija ima niz potencijalnih prednosti u usporedbi s električnim signalima:

• Svjetlosni tokovi, za razliku od električnih, mogu se međusobno presijecati;
• Svjetlosni tokovi mogu se lokalizirati u poprečnom smjeru nanometarskih dimenzija i prenositi kroz slobodni prostor;
• Interakcija svjetlosnih tokova s ​​nelinearnim medijima raspoređena je po cijeloj okolini, što daje nove stupnjeve slobode u organiziranju komunikacije i stvaranju paralelnih arhitektura.

Trenutno je u tijeku razvoj računala koji se u potpunosti sastoje od uređaja za optičku obradu informacija. Danas je ovaj smjer najzanimljiviji.

Optičko računalo ima performanse bez presedana i potpuno drugačiju arhitekturu od elektroničkog računala: u 1 ciklusu takta koji traje manje od 1 nanosekunde (ovo odgovara frekvenciji takta većoj od 1000 MHz), optičko računalo može obraditi niz podataka od oko 1 megabajt ili više. Do danas su već izrađene i optimizirane pojedine komponente optičkih računala.

Optičko računalo veličine prijenosnog računala korisniku može pružiti mogućnost da u njega smjesti gotovo sve informacije o svijetu, dok će računalo moći rješavati probleme bilo koje složenosti.

Biološka računala su obična računala, samo temeljena na DNK računanju. Uistinu pokaznih radova na ovom području toliko je malo da o značajnim rezultatima nema potrebe govoriti.

Molekularna računala su računala čiji se princip rada temelji na korištenju promjena svojstava molekula tijekom procesa fotosinteze. Tijekom procesa fotosinteze molekula poprima različita stanja, tako da znanstvenici svakom stanju mogu dodijeliti samo određene logičke vrijednosti, odnosno “0” ili “1”. Koristeći određene molekule, znanstvenici su utvrdili da se njihov fotociklus sastoji od samo dva stanja, koja se mogu “prebaciti” promjenom acidobazne ravnoteže okoline. Potonje je vrlo jednostavno učiniti pomoću električnog signala. Suvremene tehnologije već omogućuju stvaranje čitavih lanaca tako organiziranih molekula. Stoga je vrlo moguće da nas molekularna računala čekaju “odmah iza ugla”.

Povijest razvoja računala još nije završila, osim unaprjeđenja starih, razvijaju se i potpuno nove tehnologije. Primjer za to su kvantna računala – uređaji koji rade na temelju kvantne mehanike. Kvantno računalo punog razmjera je hipotetski uređaj, čija je mogućnost izgradnje povezana s ozbiljnim razvojem kvantne teorije u području mnogih čestica i složenih eksperimenata; ovo djelo nalazi se na samom vrhu moderne fizike. Eksperimentalna kvantna računala već postoje; elementi kvantnih računala mogu se koristiti za povećanje učinkovitosti izračuna na postojećoj instrumentaciji.

Danas je nemoguće zamisliti svakodnevni život bez računala, ono obavlja mnoge funkcije potrebne čovjeku, kao što su: pronalaženje informacija, računanje, izrada raznih vrsta programa itd.

U početku je računalo bilo računalni stroj, koji je također morao proučavati i pohranjivati ​​informacije, dok je davao naredbe drugim mehanizmima. U prijevodu s engleskog, riječ “računalo” znači izračunati, a prvo značenje riječi dalo je ime osobi koja se bavi složenim proračunima.

Prvo računalo

Prvo računalo napravio je Howard Aixn u SAD-u 1941. Tvrtka IBM odredio je Howarda da izradi računalni model temeljen na idejama Charlesa Babbagea. 7. kolovoza 1944. prvi put je lansirano računalo koje je nazvano “Mark 1”.

"Mark 1" se sastojao od stakla i čelika, tijelo je bilo dugo oko 7 metara, a visina je bila 2,5 metra, težina je bila veća od 5 tona. Prvo računalo imalo je 765 tisuća mehanizama i sklopke, 800 kilometara žice.

Za unos podataka, poseban perforirana traka napravljen od papira.

Ovako je "Oznaka 1" izglađena:

Druga verzija prvog računala na svijetu bio je “ENIAC”. Tvorac ovog uređaja je John Mauchley. Računalo, stvoreno 1942., nikome nije bilo zanimljivo, ali je 1943. američka vojska financirala ovaj projekt i dala ga ime "ENIAC". Ova vrsta uređaja izgledala je ovako: težina je bila 27 tona, memorija je bila 4 kilobajta, bilo je 18.000 lampi i drugih dijelova, površina mu je bila 135 četvornih metara, a oko njega je bio velik broj žica. Ovaj stroj nije imao tvrdi disk, pa se redovito ponovno pokretao, ručno programirao, a prekidači su morali ažurirati. "ENIAC" je često kvario i pregrijavao se.

Ovako je izgledao ENIAC:

Digitalni računalni uređaj Atanasov-Berry dizajniran je 1939., u to vrijeme mehanizam je stvoren samo za proračuni linearnih jednadžbi. Godine 1942. stroj je prvi put testiran i uspješno je radio. Programer je morao prestati raditi zbog regrutacije u vojsku. Autor je inzistirao da se računalo nazove "ABC".

Mehanizam je radio na temelju binarne aritmetike, metoda rješenja bila je Gaussova metoda. Unutarnje pamćenje pohranjeni koeficijenti jednadžbi, rezultati su bili na bušenim karticama.

"ABC" je imao 30 identičnih aritmetičkih mehanizama, svaki s nizom vakuumskih cijevi koje su bile međusobno spojene. Svaki mehanizam je imao tri ulaza i dva izlaza. Uređaj je mijenjao brojeve pomoću rotirajućeg bubnja, a ovdje su spojeni kontakti. Za reverzibilno djelovanje stroj je radio sve obrnuto.

Ova verzija temeljnog računala bila je bliže na moderna računala. Uređaj Atanasov-Berry također je mogao računati binarnu aritmetiku i flip-flopove, jedina razlika je bila što ovaj mehanizam nije imao poseban program za pohranu.

Uređaj Johna Atanasova i Clifforda Berryja u početku nije bio popularan; malo je ljudi znalo za stvaranje ovog mehanizma. Iz tog razloga osvojio prvenstvo"ENIAC". Proučavajući uređaj ENIAC, Atanasov je postajao sve uvjereniji da su mnoge njegove ideje posuđene od ove tvrtke. Autor je 1960-ih odlučio braniti svoja prava. Nakon što je slučaj odlučen na sudu, 1973. godine utvrđeno je da je ABC temeljno “računalo”.

Prva računala u Rusiji

Prvim računalom u SSSR-u smatra se MESM (Small Electronic Computing Machine). Programer ovog računala je Sergej Aleksejevič Lebedev. Rad na MESM započeo je u kasno ljeto 1948. Godine 1951. stroj je testiran i tada je počeo raditi na poboljšanju raznih industrija.

Stroj je bio binarni sustav brojanja s fiksnom točkom ispred najznačajnije znamenke, memorija sustava bila je sastavljena od okidačkih ćelija dizajniranih za 31 broj i 63 naredbe, mogao je izvršiti 3 tisuće operacija svake minute, bilo je 6 tisuća elektroničkih cijevi ukupno, volumen mehanizma bio je 60 četvornih metara, snaga je bila 25 kW.

"Proljeće" (elektronsko računalo), počelo se proizvoditi 1959. tvorac ovog stroja smatra V.S. Pauline. Godine 1978. automobil je preimenovan u Istraživački institut Kvant. Prvi put je testiran i počeo je s radom 1951. godine. Mehanizam je imao dva procesora, mogao je izvršiti 300 tisuća operacija svake minute, imao je 80 tisuća tranzistora, 200 dioda.

Povijest računala

Prva generacija mogu se smatrati računala stvorena pomoću vakuumskih cijevi (1946-1956). Temeljni je bio Mark 1, koji je izdao IBM 1952. Neka od prvih računala stvorena su u SAD-u za vojne potrebe. Početni sovjetski mehanizam izumio je 1951. Lebedev, pod imenom MESM.

Druga generacija(1956.-1964.) došao je stvaranjem tranzistora 1948. godine. Modernu organizaciju računala predložio je i implementirao John Von Neumann, nakon čega su slični uređaji ispunili cijeli svijet. Tek kasnije, malo kasnije, odlučeno je promijeniti električne svjetiljke na tranzistore. Počela je uporaba operacijskih sustava. Također 1959. IBM je izdao svoj mehanizam temeljen na tranzistoru.

Treća generacija(1964.-1970.) obilježen je zamjenom tranzistora integracijskim mikrosklopovima. Stvaranje je bilo blisko današnjem računalu integrirani krug Marchian Edward Hoffa iz Intela. Kada se pojavio prvi mikroprocesor snaga računala je porasla, volumen mehanizama se smanjio, zauzimaju manje prostora, nekoliko programa se stvara na jednom sustavu.

Četvrta generacija odnosi se na današnje vrijeme. Prvo Appleovo računalo kreirali su 1976. godine Steve Wozniak i Steve Jobs, koje je zahtijevalo ručno kodiranje. Prvo računalo u povijesti, koje je izgledom bilo slično današnjem računalu, sastojalo se od tipkovnice i ekrana, a volumen mu je bio relativno malen. Prilikom unosa bilo kojeg podatka, informacija se odmah pojavljuje na ekranu.

Računala 4. generacije izgledaju kao multiprocesorski, mali poslužitelji koji mogu izvesti 500 milijuna operacija svake minute; programi se mogu izvoditi na više uređaja.

Prve igre na računalu

Temeljna računalna igra stvorena je 1940. "Nimatron" je prvi elektronički relejni automat za igre na sreću. Stroj je stvorio Edward Condon. Igra je dizajnirana za dva igrača od kojih je jedan sustav, trebate ugasiti lampe, onaj koji ugasi posljednju pobjeđuje.

Druga po redu igra, "Rocket Simulator", bila je katodna cijev, što je najbliže trenutnim igrama. Igru su 1947. kreirali Thomas Goldsmith i Astle Ray Mann. Ideja je da morate pogoditi metu da bi "projektil" eksplodirao.

Kako računalo radi, klasifikacija računala

Prvo računalo sadržavalo je: mikroprocesor, ulazni uređaj, uređaj za memoriju s izravnim pristupom, uređaj za stalnu pohranu i izlazni uređaj.

Prva računala korištena su kao Memorijski uređaj te za izračunavanje raznih vrsta kalkulacija. U početku je malo ljudi bilo zainteresirano za ovaj mehanizam, jer se smatrao vrlo skupim: trošio je mnogo energije, ponekad je zauzimao puno prostora, a bilo je potrebno više od jedne, pa čak i desetak osoba da upravljaju strojem.

Klasifikacija po namjeni:

Glavna računala– namijenjeni su rješavanju problema vezanih uz proizvodnju, a ponekad se koriste i u vojne svrhe.

Mali elektronički strojevi– temeljeno na rješavanju različitih lokalnih problema, najčešće se koristi na sveučilištima.

Mikroračunala– koristi se od 90-ih, u znanstvene svrhe, proučavanje i svakodnevni život.

Osobna računala Dizajniran za svakodnevnu uporabu, za rad, pristup internetu i druge funkcije.

Zapravo, računalo se može fleksibilnije klasificirati prema drugim parametrima ili vrstama. Klasifikacija koju smo dali samo je jedna od mogućih. Na slici možete vidjeti prošireniju verziju klasifikacije.