История развития компьютеров

История развития компьютеров

   Содержание 

   1. История  развития компьютера

   2. Роль  компьютера в жизни человека 

   2.1. Компьютеры в учреждениях 

   2.2. Компьютер-помощник конструктора 

   2.3. ЭВМ в магазинах самообслуживания 

   2.4. Банковские операции с использованием

вычислительной техники

   2.5. Компьютеры в сельском хозяйстве 

   2.6. Компьютер в медицине 

   2.7. Компьютер и инвалиды 

   2.8. Компьютер в сфере образования 

   2.9. Компьютеры на страже закона 

   2.10. Компьютеры в искусстве

   2.11. Компьютеры дома 

   3. Компьютеры  как средство общения людей 

   4. Об  информации, информатизации и защите 

информации

   Список  литературы 

   1. История  развития компьютера

   Рассматривая  историю общественного 

развития, марксисты утверждают, что ’’ история

есть ни что иное, как последовательная смена

отдельных поколений ’’. Очевидно, это

справедливо и для истории компьютеров.

   Вот  некоторые определения термина  ’’ 

поколение компьютеров ’’, взятые из 2-х

источников. ’’ Поколения вычислительных машин -

это сложившееся в последнее время разбиение

вычислительных машин на классы, определяемые

элементной базой и производительностью’’.

Поколения компьютеров - нестрогая классификация

вычислительных систем по степени развития

аппаратных и в последнее время - программных

средств ’’. (Толковый словарь по вычислительным

системам: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1990) .

   Утверждение  понятия принадлежности 

компьютеров к тому или иному поколению и

появление самого термина ’’ поколение ’’

относится к 1964 г., когда фирма IBM выпустила

серию компьютеров IBM / 360 на гибридных

микросхемах (монолитные интегральные схемы в то

время ещё не выпускались в достаточном

количестве) , назвав эту серию компьютерами

третьего поколения. Соответственно предыдущие

компьютеры - на транзисторах и электронных

лампах - компьютерами второго и третьего

поколений. В дальнейшем эта классификация,

вошедшая в употребление, была расширена и

появились компьютеры четвёртого и пятого

поколений.

   Для  понимания истории компьютерной

техники введённая классификация имела, по

крайней мере, два аспекта: первый - вся

деятельность, связанная с компьютерами, до

создания компьютеров ENIAC рассматривалась как

предыстория; второй - развитие компьютерной

техники определялось непосредственно в терминах

технологии аппаратуры и схем.

   Второй  аспект подтверждает и главный 

конструктор фирмы DEC и один из изобретателей

мини-компьютеров Г. Белл, говоря, что ’’ история

компьютерной индустрии почти всегда двигалась

технологией’’.

   Переходя  к оценке и рассмотрению 

различных поколений, необходимо прежде всего

заметить, что поскольку процесс создания

компьютеров происходил и происходит

непрерывно (в нём участвуют многие разработчики

из многих стран, имеющие дело с решением

различных проблем) , затруднительно, а в

некоторых случаях и бесполезно, пытается точно

установить, когда то или иное поколение

начиналось или заканчивалось.

   В 1883 г. Томас Альва Эдисон, пытаясь 

продлить срок службы лампы с угольной нитью

ввёл в её вакуумный баллон платиновый электрод и

положительное напряжение, то в вакууме между

электродом и нитью протекает ток.

   Не  найдя никакого объяснения столь 

необычному явлению, Эдисон ограничивается тем,

что подробно описал его, на всякий случай взял

патент и отправил лампу на Филадельфийскую

выставку. О ней в декабре 1884 г. в журнале

’’Инженеринг’’ была заметка ’’ Явление в лампочке

Эдисона’’.

   Американский  изобретатель не распознал 

открытия исключительной важности (по сути это

было его единственное фундаментальное открытие -

термоэлектронная эмиссия) . Он не понял, что его

лампа накаливания с платиновым электродом по

существу была первой в мире электронной лампой.

   Первым, кому пришла в голову мысль  о 

практическом использовании ’’ эффекта Эдисона ’’

был английский физик Дж. А. Флеминг (1849 - 1945)

. Работая  с 1882 г. консультантом эдисоновской 

компании в Лондоне, он узнал о ’’ явлении ’’ из

первых уст - от самого Эдисона. Свой диод -

двухэлектродную лампу Флейминг создал в 1904 г.

   В  октябре 1906 г. американский инженер  Ли 

де Форест изобрёл электронную лампу - усилитель,

или аудион, как он её тогда назвал, имевший третий

электрод - сетку. Им был введён принцип, на основе

которого строились все дальнейшие электронные

лампы, - управление током, протекающим между

анодом и катодом, с помощью других

вспомогательных элементов.

   В 1910 г. немецкий инженеры Либен, Рейнс  и 

Штраус сконструировали триод, сетка в котором

выполнялась в форме перфорированного листа

алюминия и помещалась в центре баллона, а чтобы

увеличить эмиссионный ток, они предложили

покрыть нить накала слоем окиси бария или

кальция.

   В 1911 г. американский физик Ч. Д. Кулидж 

предложил применить в качестве покрытия

вольфрамовой нити накала окись тория - оксидный

катод - и получил вольфрамовую проволоку,

которая произвела переворот в ламповой

промышленности.

   В 1915 г. американский физик Ирвинг 

Ленгмюр сконструировал двухэлектронную лампу -

кенотрон, применяемую в качестве выпрямительной

лампы в источниках питания. В 1916 г. ламповая

промышленность стала выпускать особый тип

конструкции ламп - генераторные лампы с водяным

охлаждением.

   Идея  лампы с двумя сотками - тетрода  была 

высказана в 1919 г. немецким физиком Вальтером

Шоттки и независимо от него в 1923 г. -

американцем Э. У. Халлом, а реализована эта идея

англичанином Х. Дж. Раундом во второй половине

20-х г. г.

   В 1929 г. голландские учёные Г. Хольст  и Б.

Теллеген создали электронную лампу с 3-мя сетками

- пентод. В 1932 г. был создан гептод, в 1933 -

гексод и пентагрид, в 1935 появились лампы в

металлических корпусах.. Дальнейшее развитие

электронных ламп шло по пути улучшения их

функциональных характеристик, по пути

многофункционального использования.

   Проекты и реализация машин ’’ Марк - 1 ’’,

EDSAC и EDVAC в  Англии и США, МЭСМ в СССР 

заложили основу для развёртывания работ по

созданию ЭВМ вакуумноламповой технологии -

серийных ЭВМ первого поколения.

   Разработка  первой электронной серийной 

машины UNIVAC (Universal Automatic Computer)

начата примерно в 1947 г. Эккертом и Маучли,

основавшими в декабре того же года фирму

ECKERT-MAUCHLI. Первый  образец машины 

(UNIVAC-1) был  построен для бюро переписи  США 

и пущен в эксплуатацию весной 1951 г. Синхронная,

последовательного действия вычислительная

машина UNIVAC-1 создана на базе ЭВМ ENIAC и

EDVAC. Работала  она с тактовой частотой 2,25 МГц 

и содержала около 5000 электронных ламп.

Внутреннее запоминающее устройство в ёмкостью

1000 12 -разрядных десятичных чисел было

выполнено на 100 ртутных линиях задержки.

   Вскоре  после ввода в эксплуатацию  машины 

UNVIAC - 1 её  разработчики выдвинули идею 

автоматического программирования. Она сводилась

к тому, чтобы машина сама могла подготавливать

такую последовательность команд, которая нужна

для решения данной задачи.

   Пятидесятые  годы - годы расцвета 

компьютерной техники, годы значительных

достижений и нововведений как в архитектурном,

так и в научно - техническом отношении.

Отличительные особенности в архитектуре

современной ЭВМ по сравнению с неймановской

архитектурой впервые появились в ЭВМ первого

поколения.

   Сильным  сдерживающим фактором в работе 

конструкторов ЭВМ начала 50 - х г. г. было

отсутствие быстродействующей памяти. По словам

одного из пионеров вычислительной техники - Д.

Эккерта, ’’ архитектура машины определяется

памятью ’’. Исследователи сосредоточили свои

усилия на запоминающих свойствах ферритовых

колец, нанизанных на проволочные матрицы.

   В 1951 г. в 22 - м томе ’’ Journal of Applid

Phisics ’’  Дж. Форрестер опубликовал статью  о 

применении магнитных сердечников для хранения

цифровой информации. В машине ’’ Whirlwind - 1 ’’

впервые была применена память на магнит. Она

представляла собой 2 куба с 323217

сердечниками, которые обеспечивали хранение 2048

слов для 16 - разрядных двоичных чисел с одним

разрядом контроля на чётность.

   В  разработку электронных компьютеров 

включилась фирма IBM. В 1952 г. она выпустила

свой первый промышленный электронный

компьютер IBM 701, который представлял собой

синхронную ЭВМ параллельного действия,

содержащую 4000 электронных ламп и 12000

германиевых диодов. Усовершенствованный

вариант машины IBM 704 отличалась высокой

скоростью работы, в ней использовались

индексные регистры и данные представлялись в

форме с плавающей запятой.

   После  ЭВМ IBM 704 была выпущена машина 

IBM 709, которая  в архитектурном плане 

приближалась к машинам второго и третьего

поколений. В этой машине впервые была применена

косвенная адресация и впервые появились каналы

ввода - вывода.

   В 1956 г. фирмой IBM были разработаны 

плавающие магнитные головки на воздушной

подушке. Изобретение их позволило создать новый

тип памяти - дисковые ЗУ, значимость которых

была в полной мере оценена в последующие

десятилетия развития вычислительной техники.

Первые ЗУ на дисках появились в машинах IBM 305

и RAMACПоследняя имела пакет, состоявший из 50

металлических дисков с магнитным покрытием,

которые вращались со скоростью 12000 об / мин.

НА поверхности диска размещалось 100 дорожек

для записи данных, по 10000 знаков каждая.

   Вслед  за первым серийным компьютером 

UNIVAC - 1 фирма Remington - Rand в 1952 г.

выпустила ЭВМ UNIVAC - 1103, которая работала в

50 раз быстрее. Позже в компьютере UNIVAC - 1103

впервые были применены программные

прерывания.

   Сотрудники  фирмы Remington - Rand

использовали алгебраическую форму записи

алгоритмов под названием ’’ Short Cocle ’’ (первый

интерпретатор, созданный в 1949 г. Джоном

Маучли) . Кроме того, необходимо отметить

офицера ВМФ США и руководителя группы

программистов, в то время капитана (в дальнейшем

единственная женщина в ВМФ- адмирала) Грейс

Хоппер, которая разработала первую программу-

компилятор А- О. (Кстати, термин " компилятор "

впервые ввела Г. Хоппер в 1951 г.) . Эта

компилирующая программа производила

трансляцию на машинный язык всей программы,

записанной в удобной для обработки

алгебраической форме.

   Фирма IBM также сделала первые шаги  в 

области автоматизации программирования, создав в

1953 г. для  машины IBM 701 " Систему быстрого 

кодирования ". В нашей стране А. А. Ляпунов

предложил один из первых языков

программирования. В 1957 г. группа под

руководством Д. Бэкуса завершила работу над

ставшим в последствии популярным первым

языком программирования высокого уровня,

получившим название ФОРТРАН. Язык,

реализованный впервые на ЭВМ IBM 704,

способствовал расширению сферы применения

компьютеров.

   В  Великобритании в июле 1951 г. на 

конференции в Манчестерском университете М.

Уилкс представил доклад " Наилучший метод

конструирования автоматической машины",

который стал пионерской работой по основам

микропрограммирования. Предложенный им метод

проектирования устройств управления нашел

широкое применение.

   Свою идею микропрограммирования М.

Уилкс реализовал в 1957 г. при создании машины

EDSAC-2. М. Уилкс  совместно с Д. Уиллером и С.

Гиллом в 1951 г. написали первый учебник по

программированию " Составление программ для

электронных счетных машин " (русский перевод-

1953 г.) .

   В 1951 г. фирмой Ferranti начат серийный 

выпуск машины " Марк-1". А через 5 лет фирма

Ferranti выпустила  ЭВМ ’’ Pegasus ’’, в которой 

впервые нащла воплощение концепция регистров

общего назначения (РОН) . С появлением РОН

устранено различие между индексными регистрами

и аккумуляторами, и в распоряжении программиста

оказался не один, а несколько регистров -

аккумуляторов.

   В  нашей стране в 1948 г. проблемы  развития 

вычислительной техники становятся

общегосударственной задачей. Развернулись

работы по созданию серийных ЭВМ первого

поколения.

   В 1950 г. в Институте точной механики  и 

вычислительной техники (ИТМ и ВТ) организован

отдел цифровых ЭВМ для разработки и создания

большой ЭВМ. В 1951 г. здесь была спроектирована

машина БЭСМ (Большая Электронная Счётная

Машина) , а в 1952 г. началась её опытная

эксплуатация.

   В  проекте вначале предполагалось  применить 

память на трубках Вильямса, но до 1955 г. в

качестве элементов памяти в ней использовались

ртутные линии задержки. По тем временам БЭСМ

была весьма производительной машиной - 800 оп /

с. Она имела трёхадресную систему команд, а для

упрощения программирования широко применялся

метод стандартных программ, который в

дальнейшем положил начало модульному

программированию, пакетам прикладных программ.

Серийно машина стала выпускаться в 1956 г. под