Historie vývoje výpočetní techniky

Technické prostředky implementace informační procesy

Historie vývoje VT má několik období: mechanickou, elektromechanickou a elektronickou.

K provádění výpočtů ve starověkém Babylonu (asi 3 tisíce let před naším letopočtem) a poté ve starověkém Řecku a starověkém Římě (IV. Století před naším letopočtem) použili počítací desky zvané počitadlo... Deskou počítadla byla hliněná deska s drážkami, do kterých byly položeny kameny. Následně byly prohlubně nahrazeny drátem s navlečenými kostmi (prototyp hraběte).

V 17. století v Evropě vymýšlejí matematici (W. Schickard (1623) a Blaise Pascal (1642), G. Leibniz (1671)) mechanické stroje, schopný automaticky provádět aritmetické operace (prototyp sčítacího stroje).

V první třetině 19. století anglický matematik Charles Babbage vyvinul projekt programovatelného automatického výpočetního mechanického zařízení známého jako Babbageův „analytický stroj“. Programátorkou tohoto „analytického stroje“ byla sponzorka projektu, hraběnka Ada Augusta Lovelace.

G. Hollerith v roce 1888 vytvořil elektromechanické stroj, který se skládal z děrovače, třídiče děrovacích karet a doplňovacího stroje zvaného tabulátor. Poprvé byl tento stroj použit ve Spojených státech při zpracování výsledků sčítání lidu.

Rychlost výpočtu ve mechanických a elektromechanických strojích byla omezená, takže ve 30. letech. vývoj začal elektronický výpočetní stroje (Počítač), jehož základnou prvků byla vakuová lampa se třemi elektrodami.

V roce 1946 byl na University of Pennsylvania (USA) postaven elektronický počítač s názvem UNIAK. Stroj vážil 30 tun, pokrýval plochu 200 metrů čtverečních a obsahoval 18 000 lamp. Programování bylo prováděno nastavením spínačů a spínacích konektorů. Výsledkem bylo, že vytvoření a spuštění i toho nejjednoduššího programu trvalo velmi dlouho. Problémy s programováním na UNIAK přiměly Johna von Neumanna, bývalého konzultanta projektu, k vývoji nových principů pro konstrukci počítačové architektury.

V SSSR byl první počítač vytvořen v roce 1948.

Je zvykem brát v úvahu historii vývoje počítačů po generace.

První generace (1946-1960) - to je doba formování architektury strojů typu von Neumann, postavených na elektronických trubkách s rychlostí 10-20 tisíc lps / s. Počítače první generace byly objemné a nespolehlivé. software byly zastoupeny strojovými jazyky.

V roce 1950 byl v SSSR uveden do provozu malý elektronický počítací stroj MESM a o dva roky později se objevil velký elektronický počítací stroj (10 tisíc p / s).

Druhá generace (1960 - 1964) - jedná se o stroje postavené na tranzistorech s rychlostí až stovek tisíc operací za sekundu. K organizaci externí paměti byly použity magnetické bubny a pro hlavní paměť magnetická jádra. Algoritmické jazyky byly vyvinuty současně. vysoká úroveňjako Algol, Cobol, Fortran, což umožnilo skládat programy bez ohledu na typ stroje. Prvním sálovým počítačem s charakteristickými rysy druhé generace byl IBM 704.

Třetí generace (1964 - 1970) se vyznačují tím, že místo tranzistorů se začaly používat integrované obvody (IC) a polovodičová paměť.

Většina strojů patřících ke svým charakteristikám třetí generace byla součástí řady (rodiny) strojů „System / 360“ (analogických s počítači ES), které IBM vydala v polovině 60. let. Stroje této řady měly jednu architekturu a byly kompatibilní se softwarem.

V té době se v SSSR objevil první superpočítač BESM 6, který měl kapacitu 1 milion op / s.

Čtvrtá generace (1970 - 1980) jsou stroje postavené na velkých integrovaných obvodech (LSI). Takové obvody obsahují až několik desítek tisíc prvků v krystalu. Počítače této generace provádějí desítky a stovky milionů operací za sekundu.

V roce 1971, první čtyřmístný mikroskop na světě procesor Intel 4004, obsahující 2300 tranzistorů na čipu, ao rok později - osmibitový procesor Intel 8008. Vytvoření mikroprocesorů sloužilo jako základ pro vývoj osobního počítače (PC), tzn. zařízení vykonávající stejné funkce jako velký počítač, ale je určen pro jednoho uživatele.

1973 Xerox vytváří první prototyp osobního počítače.

V roce 1974 se objevil první komerčně distribuovaný osobní počítač Altair-8800, pro který na konci roku 1975 Paul Allen a Bill Gates napsali tlumočníka pro základní jazyk.

V srpnu 1981 IBM uvedla IBM PC. Jako hlavní mikroprocesor byl použit nejnovější 16bitový mikroprocesor Intel 8088. Počítač byl postaven v souladu s principy otevřené architektury. Uživatelé mají možnost samostatně upgradovat své počítače a vybavit je dalšími zařízeními od různých výrobců. O jeden až dva roky později se IBM PC ujala vedení na trhu a přemístila 8bitové počítače.

V současné době existuje mnoho typů počítačů, které jsou klasifikovány: podle základny prvků, principů provozu, nákladů, velikosti, výkonu, účelu a oblastí použití.

Superpočítač a sálové počítače (mainframes) - používá se pro složité vědecké výpočty nebo pro zpracování velkých toků informací ve velkých podnicích. Obvykle jsou to hlavní počítače podnikových počítačových sítí.

Mini- a mikropočítač se používají k vytváření systémů řízení pro velké a střední podniky.

Osobní počítače určené pro koncového uživatele. Počítače se zase dělí na stolní (stolní), přenosné (notebook) a kapesní (palmtop) modely.

Historie vytváření a vývoje fondů výpočetní technologie

Ve výpočetní technice existuje určitá periodizace vývoje elektronických počítačů. Počítač patří k jedné či druhé generaci, v závislosti na typu hlavních prvků použitých v něm nebo na technologii jejich výroby. Je zřejmé, že hranice generací ve smyslu času jsou velmi rozmazané, protože počítače byly skutečně vyráběny současně odlišné typy; u jednotlivého stroje je otázka, zda patří ke konkrétní generaci, vyřešena zcela jednoduše.

Dokonce i v dobách starověkých kultur musel člověk řešit problémy spojené s obchodními osadami, s výpočtem času, se stanovením rozlohy pozemků atd. Nárůst objemu těchto výpočtů dokonce vedl k tomu, že z jedné země do druhé byli pozváni speciálně vyškolení lidé, dobře kdo vlastnil techniku \u200b\u200baritmetického počítání. Proto se dříve nebo později měla objevit zařízení, která by usnadnila provádění každodenních výpočtů. Takže ve starověkém Řecku a starověkém Římě byla vytvořena zařízení pro počítání, nazývaná počítadlo. Počítadlo se také nazývá římské počítadlo. Těmito počítadly byla kostní, kamenná nebo bronzová deska s drážkami - pruhy. Ve vybráních byly klouby a počítání bylo prováděno pohybem klouby.

V zemích starověkého východu byla čínská počítadla. Na každém vláknu nebo drátu v těchto počítadlech byly pět a dva klouby. Účet prováděli jedni a pětky. V Rusku se pro aritmetické výpočty používalo ruské počítadlo, které se objevilo v 16. století, ale na některých místech se počítadlo dnes nachází.

Vývoj počítacích zařízení držel krok s úspěchy matematiky. Brzy po objevu logaritmů v roce 1623 vynalezl logaritmické pravítko anglický matematik Edmond Gunter. Pravidlo diapozitivu bylo předurčeno k dlouhé životnosti: od 17. století do naší doby.

Avšak ani počitadlo, ani počitadlo, ani klouzavé pravidlo neznamenají mechanizaci procesu výpočtu. V 17. století vynalezl vynikající francouzský vědec Blaise Pascal zásadně nové výpočetní zařízení - aritmetický stroj. B. Pascal založila svou práci na známé myšlence provádět výpočty pomocí kovových převodů. V roce 1645 postavil první sčítací stroj a v roce 1675 se Pascalovi podařilo vytvořit skutečný stroj, který provádí všechny čtyři aritmetické operace. Téměř současně s Pascalem v letech 1660-1680. Počítací stroj navrhl skvělý německý matematik Gottfird Leibniz.

Počítací stroje Pascala a Leibnize se staly prototypem sčítacího stroje. První sčítací stroj pro čtyři aritmetické operace, který našel aritmetické použití, byl postaven teprve o sto let později, v roce 1790, německým hodinářem Hahnem. Následně bylo zařízení přidávacího stroje vylepšeno mnoha mechaniky z Anglie, Francie, Itálie, Ruska, Švýcarska. Přidávací stroje byly použity k provádění složitých výpočtů při konstrukci a konstrukci lodí. Mosty, budovy, při provádění finančních transakcí. Produktivita práce na přidávání strojů však zůstávala nízká a naléhavým požadavkem času byla automatizace výpočtů.

V roce 1833 vytvořil Charles Babidge, anglický vědec, který sestavil tabulky pro navigaci, projekt pro „analytický stroj“. Podle jeho plánu se tento stroj měl stát gigantickým naprogramovaným přidávacím strojem. V Babidgeově stroji byla také poskytována aritmetická a paměťová zařízení. Jeho vůz se stal prototypem budoucích počítačů. Ale zdaleka nebyly v něm použity dokonalé uzly, například ozubená kola byla použita k zapamatování číslic desetinného čísla. Babij neprovedl svůj projekt kvůli nedostatečnému technologickému vývoji a „analytický motor“ byl dočasně zapomenut.

Jen o 100 let později upoutalo Babidgeovo auto pozornost inženýrů. Koncem 30. let vyvinul německý inženýr Konrad Zuse první binární digitální stroj Z1. Široce používané elektromechanické relé, to znamená mechanické spínače ovládané elektrický šok... V roce 1941 K. Wujie vytvořil stroj Z3, který byl zcela řízen programem.

V roce 1944 postavil Američan Howard Aiken v jednom z podniků společnosti IBM výkonný stroj pro tehdejší dobu „Mark - 1“. Tento stroj používal k reprezentaci čísel mechanické prvky - pro řízení byly použity počítací kola a elektromechanická relé.

Počítačové generace

Je vhodné popsat historii vývoje počítačů pomocí konceptu generací počítačů. Každá generace počítačů se vyznačuje konstrukčními vlastnostmi a schopnostmi. Začněme popisovat každou z generací, ale je třeba si uvědomit, že rozdělení počítačů na generace je podmíněné, protože stroje různých úrovní byly vyráběny současně.

První generace

Prudký skok ve vývoji výpočetní techniky nastal ve 40. letech po druhé světové válce a byl spojen se vznikem kvalitativně nových elektronická zařízení - elektronika - elektronky, fungovaly mnohem rychleji než obvody na elektromechanickém relé a reléové stroje byly rychle nahrazeny účinnější a spolehlivější elektronikou výpočetní stroje (POČÍTAČ). Využití počítačů významně rozšířilo škálu úkolů, které je třeba řešit. Byly k dispozici problémy, které dříve prostě nebyly kladeny: výpočty inženýrských struktur, výpočty planetárního pohybu, balistické výpočty atd.

První počítač byl vytvořen v letech 1943-1946. v USA a jmenoval se ENIAC. Tento stroj obsahoval asi 18 tisíc elektronických elektronek, mnoho elektromechanických relé a asi 2 tisíce lamp každý měsíc selhaly. Řídicí centrum stroje ENIAC, stejně jako další první počítače, mělo vážnou nevýhodu - spustitelný program nebyl uložen v paměti stroje, ale byl napsán komplexním způsobem pomocí externích propojek.

V roce 1945 formuloval známý matematik a fyzik - teoretik von Neumann obecné principy univerzálního výpočetní zařízení... Podle von Neumanna musel být počítač řízen programem s postupným prováděním instrukcí a samotný program musel být ukládán do paměti stroje. První počítač s programem uloženým v paměti byl vyroben v Anglii v roce 1949.

V roce 1951 byl v SSSR vytvořen MESM, tato práce byla provedena v Kyjevě na Ústavu elektrodynamiky pod vedením největšího designéra výpočetní techniky S.A. Lebeděva.

Počítače se neustále zdokonalovaly, díky čemuž se v polovině 50. let zvýšil jejich výkon z několika set na několik desítek tisíc operací za sekundu. Ve stejné době však elektronická lampa zůstala nejspolehlivějším prvkem počítače. Používání lamp začalo zpomalovat další postup ve výpočtech.

Následně byly lampy nahrazeny polovodičovými součástkami, čímž byla završena první fáze vývoje počítačů. Výpočtové stroje této fáze se obvykle nazývají počítače první generace.

Počítače první generace byly skutečně umístěny ve velkých počítačových místnostech, spotřebovávaly hodně elektřiny a vyžadovaly chlazení pomocí výkonných ventilátorů. Programy pro tyto počítače musely být kompilovány do strojových kódů, a to bylo možné provádět pouze odborníky, kteří znali podrobnosti struktury počítače.

Druhá generace

Návrháři počítačů vždy sledovali pokroky v elektronické technologii. Když v polovině 50. let polovodičová zařízení nahradila vakuové trubice, začal přenos počítačů na polovodiče.

Polovodičová zařízení (tranzistory, diody) byla zaprvé mnohem kompaktnější než jejich předchůdci. Zadruhé měli podstatně delší životnost. Zatřetí, spotřeba energie polovodičového počítače byla výrazně nižší. Se zavedením digitálních prvků na polovodičových zařízeních začalo vytváření počítače druhé generace.

Díky použití pokročilejší základny prvků se začaly vytvářet relativně malé počítače, došlo k přirozenému rozdělení počítačů na velké, střední a malé.

V SSSR byla vyvinuta a široce používána řada malých počítačů „Hrazdan“, „Nairi“. Stroj Mir, vyvinutý v roce 1965 na Ústavu kybernetiky Akademie věd Ukrajinské SSR, byl jedinečný svou architekturou. Byl určen pro technické výpočty, které na počítači provedl sám uživatel bez pomoci operátora.

Domácí stroje řady „Ural“, „M - 20“ a „Minsk“ patřily ke středním počítačům. Rekordem mezi domácími stroji této generace a jedním z nejlepších na světě byl BESM-6 („velký elektronický počítací stroj“, 6. model), který vytvořil tým akademika S. A. Lebeděva. Produktivita BESM-6 byla o dva až tři řády vyšší než u malých a středních počítačů a činila více než 1 milion operací za sekundu. V zahraničí byly nejběžnějšími stroji druhé generace stroje Elliot (Anglie), Siemens (Německo), Stretch (USA).

Třetí generace

K další změně počítačových generací došlo na konci 60. let, kdy byla polovodičová zařízení v počítačových zařízeních nahrazena integrovanými obvody. Integrovaný obvod (mikroobvod) je malá deska z křemíkového krystalu, na které jsou umístěny stovky a tisíce prvků: diody, tranzistory, kondenzátory, rezistory atd.

Použití integrovaných obvodů umožnilo zvýšit počet elektronických prvků v počítači bez zvýšení jejich skutečné velikosti. Rychlost počítače se zvýšila na 10 milionů operací za sekundu. Kromě toho bylo možné pro běžné uživatele skládat počítačové programy, a to nejen pro odborníky - inženýry elektroniky.

Ve třetí generaci se objevily velké série počítačů, které se lišily produktivitou a účelem. Jedná se o rodinu velkých a středních strojů IBM360 / 370 vyvinutých v USA. V Sovětském svazu a v zemích RVHP byly vytvořeny podobné série strojů: ES COMPUTER (Unified Computer System, velké a střední stroje), SM COMPUTER (System of Small Computers) a „Electronics“ (mikro-počítačový systém).

Čtvrtá generace

V procesu zlepšování mokrých obvodů se zvýšila jejich spolehlivost a hustota prvků v nich umístěných. To vedlo ke vzniku velkých integrovaných obvodů (LSI), ve kterých bylo několik desítek tisíc prvků na centimetr čtvereční. Na základě LSI byly vyvinuty počítače příští - čtvrté generace.

Díky LSI bylo možné umístit tak velký elektronický obvod, jako je počítačový procesor, na jeden malý křemíkový krystal. Jednočipové procesory se později staly známými jako mikroprocesory. První mikroprocesor vytvořil Intel (USA) v roce 1971. Šlo o 4bitový mikroprocesor Intel 4004, který obsahoval 2250 tranzistorů a prováděl 60 operací za sekundu.

Mikroprocesory položily základ pro minipočítače a poté pro osobní počítače, tj. Počítače zaměřené na jednoho uživatele. Začala éra osobních počítačů (PC), která trvá dodnes. Čtvrtá generace počítačů však není pouze generací počítačů. Kromě osobních počítačů existují i \u200b\u200bjiné, mnohem výkonnější počítačové systémy.

Vliv osobních počítačů na chápání výpočetní techniky lidmi se ukázal být tak velký, že stovka postupně vymizela z každodenního života pojem „počítač“ a slovo „počítač“ pevně zaujalo jeho místo.

Pátá generace

Od poloviny 90. let v výkonné počítače Začínají se používat superškálovatelné LSI, které obsahují stovky tisíc prvků na centimetr čtvereční. Mnoho odborníků začalo hovořit o počítačích páté generace.

Charakteristickým rysem počítačů páté generace by mělo být používání umělé inteligence a přirozených komunikačních jazyků. Očekává se, že počítače páté generace budou snadno ovladatelné. Uživatel bude moci do vozu hlasovým příkazem.

V současnosti se informatika a její praktické výsledky stávají nejdůležitějším motorem vědeckotechnického pokroku a rozvoje lidské společnosti. Jeho technickou základnou jsou prostředky pro zpracování a přenos informací. Rychlost jejich vývoje je úžasná, v historii lidstva nemá tento rychle se rozvíjející proces obdobu. Nyní je již zřejmé, že 21. století bude stoletím maximálního využití výsledků informatiky v ekonomice, politice, vědě, vzdělávání, medicíně, každodenním životě, vojenských záležitostech atd. Poslední desetiletí 20. století se vyznačují zvýšeným zájmem o historii vývoje informatiky, především o historii vzhled prvních digitálních počítačů a jejich tvůrců. Ve většině rozvinutých zemí byla vytvořena muzea, která uchovávají vzorky prvních strojů, pořádají se konference a sympozia, vydávají se knihy o prioritních úspěších v této oblasti.

Vznik PC byl připraven celou předchozí historií vývoje počítačů. Na začátku počítače obsazovaly obrovské sály, spotřebovávaly hodně energie a vydávaly hluk. Poté se počítače zmenšily a začaly pracovat efektivněji, ale stále vyžadovaly oddělené místnosti pro sebe. Nejvýkonnější počítače byly umístěny v samostatných komplexech, které se nazývaly výpočetní střediska (CC). V těch nepříliš vzdálených dobách (70. let) si málokdo představoval kompaktní počítač, který by se vešel na plochu. Inženýři a vědci mohli o takovém stroji jen snít, ale obyčejní lidé by jen těžko vysvětlili, proč je takový počítač vůbec potřebný.

Prvním znamením byl počítač KENBAK-1, navržený Johnem Blankanebakerem v roce 1971. Navenek to vypadalo spíš jako autorádio se světelnými kontrolkami a spínači než osobní počítač známý našim očím.

V letech 1971 až 1974 různé společnosti vytvořily různé modely počítačů. Kvůli omezeným možnostem těchto počítačů však o ně byl malý zájem. Uživatelé a výrobci se o osobní počítače začali zajímat v roce 1974, kdy americká společnost MITS vyvinula počítač Altair založený na mikroprocesoru Intel 8080. Tento osobní počítač byl mnohem pohodlnější než jeho předchůdci a měl pokročilejší schopnosti.

Mnohem pokročilejší osobní počítač vyvinuli v roce 1976 dva mladí Američané, Steve Wozniak a Steve Jobs. Pojmenovali svůj počítač Apple a rychle ho rozšířili na výrobu a prodej. Díky nízká cena (asi 500 $) v prvním roce prodali asi 100 počítačů. Příští rok vydali model Apple II, který měl základní deska, displej, klávesnice a navenek připomínaly televizi. Počet zákazníků na PC se začal počítat na stovky a tisíce.

Osobní počítače se rychle zlepšovaly. V roce 1976 byl pro ně vyvinut operační systém CP / M. V roce 1978 byl pro uložení informací navržen 5,25 "(1" \u003d 2,45 cm) flexibilní magnetický disk. Díky úsilí společnosti MOTOROLA v roce 1979 byl vytvořen mokrý procesor motorola 68000, který předčil své konkurenty rychlostí, výkonem a schopností pracovat s grafické programy... V roce 1980 se v osobních počítačích objevil pevný magnetický disk, obsahoval však pouze 5 MB dat.

První počítače byly 8bitové a vypadaly spíš jako drahá hračka než jako vážný počítač. To pokračovalo, dokud se počítačový gigant neobjevil v průmyslu jednotlivých počítačů - společnosti IBM, která se specializovala na výrobu sálové počítače... V roce 1982 IBM uvedla velmi úspěšný model - 16bitový počítač. Byl postaven na základě mikroprocesoru Intel 8088, se kterým se pracuje taktovací frekvence 4,77 MHz a použil operační systém MS - DOS. Tento počítačový model byl nazýván jako IBM PC nebo jednoduše PC.

Vývoj počítačů dále probíhal velmi rychle: společnost IBM každý rok vytvořila nový model. V roce 1983 se objevil model PC XT a v roce 1984 - pokročilejší a produktivnější počítač PC AT. Rychle dobyli trh s PC a stali se takovými standardy, které se konkurenti snažili napodobit.

Firma IBM nevytvořila svůj osobní počítač „od nuly“, ale pomocí uzlů jiných výrobců (především mikroprocesoru Intel). Netajila se však, jak by se uzly počítače měly navzájem propojovat a komunikovat. Výsledkem bylo, že se na tvorbě a zdokonalování počítače mohly podílet i další společnosti - architektura IBM PC byla „otevřená“. Počítače IBM mají četné „klony“, tj. Různé rodiny počítačů podobných počítači IBM PC. V budoucnu se počítače podporující standard IBM PC začaly nazývat jednoduše „ osobní počítače". V průběhu let si počítače splnily své jméno, protože pro mnoho lidí se staly nezbytnou součástí jejich volného času, nástrojem pro podnikání a výzkum.

Kromě počítačů kompatibilních s IBM existuje ještě další rodina osobních počítačů s názvem Macintosh. Tyto počítače sledují své předky k již zmíněnému modelu Apple a byly vyrobeny společností Aplle Computer. Architektura počítačů Macintosh nebyla na rozdíl od IBMPC otevřená. Proto přes své pokročilejší grafické schopnosti ve srovnání s IBM PC nebyly Macy schopny dobýt tak obrovský trh. Počet „počítačů Mac“ je desetkrát nižší než počet počítačů kompatibilních s IBM PC.

Hlavním trendem ve vývoji výpočetní techniky v současné době je další rozšiřování rozsahu počítačových aplikací a v důsledku toho přechod od jednotlivých strojů k jejich systémům - výpočetním systémům a komplexům různých konfigurací se širokou škálou funkčních schopností a charakteristik.

Nejslibnější, vytvořený na základě osobních počítačů, geograficky distribuovaný multi-stroj výpočetní systémy - počítačové sítě - nejsou vedeni ani tak výpočetním zpracováním informací, jako spíše komunikačními informačními službami: e-mailem, telekonferenční systémy a informační a referenční systémy.

Odborníci se domnívají, že na počátku XXI století. v civilizovaných zemích se hlavní informační prostředí změní.

Při vývoji a vytváření vlastního počítače byla v posledních letech dána podstatná a stabilní priorita supervelmocním počítačům - superpočítačům a miniaturním a subminiaturním počítačům. Jsou prováděny, jak již bylo uvedeno, hledat práci o vytvoření počítačů 6. generace založených na distribuované neurální architektuře - neuropočítačích. Neuropočítače zejména mohou využívat již existující specializované síťové MP - transportéry - síťové mikroprocesory se zabudovanými komunikačními zařízeními.

Rozšířené zavedení multimediálních nástrojů, zejména audio a video vstupů a výstupů informací, umožní komunikovat s počítačem v přirozeném jazyce. Multimédia nelze přesně interpretovat, stejně jako multimédia na PC. Můžeme hovořit o každodenních (domácích) multimédiích, která zahrnují jak PC, tak celou skupinu spotřebních zařízení, která spotřebiteli přinášejí proudy informací a aktivně od něj informace odebírají.

Odborníci předpovídají v příštích letech možnost vytvoření počítačového modelu reálného světa, virtuálního (zdánlivého, imaginárního) systému, ve kterém můžeme aktivně žít a manipulovat s virtuálními objekty. Nejjednodušší prototyp tak zjevného světa již existuje ve složitých počítačových hrách. Ale v budoucnu nemůžeme mluvit o hrách, ale o virtuální realitě v našem každodenním životě, když budeme například v místnosti obklopeni stovkami aktivních počítačových zařízení, která se podle potřeby automaticky zapínají a vypínají, aktivně sledují naši polohu a neustále nám dodávají situačně nutné aktivně vnímat naše informace a ovládat mnoho domácích spotřebičů a zařízení.

Ministerstvo školství a vědy Ukrajiny

Doněcká univerzita ekonomiky a práva

Podle disciplíny

Informatika a výpočetní technika

K automatizaci práce s daty se používá počítačová technologie.

Počítačové inženýrství (VT) Je kolekce zařízení určených pro automatizované zpracování dat.

Výpočetní systém (ВС) -je to specifická sada zařízení a programů, které spolu interagují a jsou navrženy tak, aby sloužily jednomu pracovnímu místu.

Centrální zařízení většiny letadel je počítač (POČÍTAČ).

Počítač (Anglicky computer - "calculator"), computer (electronic computer) - a soubor technických prostředků určených pro automatické zpracování informací v procesu řešení výpočetních a informačních problémů.

Nejjednodušší ruční nářadí

Historie počítače úzce souvisí s lidskými pokusy usnadnit a automatizovat velké objemy výpočtů. I jednoduché aritmetické operace s velkým počtem jsou pro lidský mozek obtížné. Proto se již v dávných dobách objevilo zařízení - počitadlo. Počitadlo (Řecky αβαξ, abákion, lat. Abacus - board) je počítací deska, nejjednodušší počítací zařízení používané pro aritmetické výpočty zhruba od 4. století před naším letopočtem. ve starověkém Řecku, starověkém Římě. V Evropě se počítadlo používalo až do 18. století.

V Ruska ve středověku (16–17 století) bylo na základě počitadla vyvinuto další zařízení - rusové účty .

Mechanické přípravky

Mechanizace výpočetních operací začala v 17. století. V první fázi byly k vytvoření mechanických výpočetních zařízení použity mechanismy podobné hodinářství.

V 1623 rok - německý vědec Wilhelm Schickardvyvinuli první mechanické zařízení na světě ( „Sčítací hodiny“) k provedení operace sčítání a odčítání šestimístná desetinná čísla. Není jisté, zda bylo zařízení implementováno během života vynálezce, ale v roce 1960 bylo znovu vytvořeno podle výkresů a potvrdilo jeho účinnost.

V 1642 rokfrancouzský mechanik Blaise Pascal navrhl první mechanické digitální výpočetní zařízení na světě (" Pascaline"), Postaveno na základě ozubených kol. Mohlo by to sčítat a odečítat pětimístná desetinná čísla a nedávné modely fungovaly na číslech s osmi desetinnými místy.

V 1673 G. Německý filozof a matematik Gottfried Wilhelm Leibniz vytvořil mechanickou kalkulačku, která pomocí systému binárních čísel prováděla násobení, dělení, sčítání a odčítání. Operace násobení a dělení byly prováděny opakovaným opakováním operací sčítání a odčítání.

Počítače však byly široce používány pouze v 1820 rok, kdy Francouzi Charles Kalmar vynalezl stroj, který dokázal vyrobit čtyři základní aritmetické operace . Kalmarovo auto bylo pojmenováno přidávací stroj... Díky své všestrannosti se přidávací stroje používaly poměrně dlouho až do 60. let dvacátého století.

Automatizace výpočetní techniky

Myšlenka automatizace výpočetních operací přišla z hodinářského průmyslu. Staré klášterní věžní hodiny byly postaveny tak, aby v danou dobu zapínaly mechanismus spojený se systémem zvonů.

V 1833 rokanglický vědec, profesor na univerzitě v Cambridge Charles Babbage vytvořil projekt analytický motorkterý měl vlastnosti moderního počítače. Byl to gigantický naprogramovaný sčítací stroj s aritmetickými a paměťovými zařízeními. Mělo zařízení pro zadávání informací, řídicí jednotku, paměťové zařízení a zařízení pro výstup výsledků.

Spolupracovnicí a asistentem ch. Babbage při mnoha jeho vědeckých výzkumech byla dáma Ada Lovelace (rozená Byron).

Vyvinula první programy pro stroj a předvídala základy moderního programování pro digitální počítače s programovaným ovládáním. Stanovila mnoho myšlenek a představila řadu konceptů a pojmů, které se zachovaly dodnes.

Předpovídala vzhled moderní počítače jako multifunkční stroje, nejen pro práci s počítačem, ale také pro práci s grafikou a zvukem. V polovině 70. let dvacátého století americké ministerstvo obrany oficiálně schválilo název jednotného programovacího jazyka amerických ozbrojených sil. Jazyk se nazývá Ada... Den programátorů se slaví v den narozenin Ady Lovelace 10. prosince.

Vlastnosti Analytický auta se stala skutečnost, že princip dělení informací na příkazy a data ... Pro vstup a výstup dat Babbage navrhl použít děrné štítky, listy silného papíru s informacemi aplikovanými pomocí děr.

V 1888 rok americký inženýr Hermann Hollerith navrhl první elektromechanický počítací stroj. Tento stroj, pojmenovaný tabulátor, mohl číst a třídit statistické záznamy zakódované na děrných štítcích. Tento stroj byl napájen elektřinou. V 1890 Hollerithův vynález byl použit v 11. americkém sčítání lidu. Práce, kterou 500 zaměstnanců odvedlo za sedm let, dokončila společnost Hollerith se 43 asistenty na 43 kartách za jeden měsíc.

Další rozvoj vědy a techniky povolen 40. léta postavit první výpočetní stroje. V 1944 g. Americký inženýr Howarde Aiken s podporou IBM (IBM) navrhl počítač pro provádění balistických výpočtů. Tento počítač s názvem „ Označit 1 “, Oblast zabírala přibližně polovinu fotbalového hřiště a zahrnovala více než 800 kilometrů drátů, asi 750 tisíc dílů, 3304 relé. " Mark-1"Bylo založeno na použití elektromechanické relé a fungovaly s desetinnými čísly zakódovanými v děrovaná páska... Zařízení mohlo manipulovat s čísly dlouhými až 23 číslic. Násobení dvou 23bitových čísel jí trvalo 4 sekundy.

Elektromechanická relé však nebyla dostatečně rychlá. V 1946 g. První rozsáhlý elektronický digitální počítač byl vytvořen na rozkaz americké armády ENIAC (ENIAC - Electronic Numerical Integrator and Calculator), který lze přeprogramovat tak, aby vyřešil celou řadu úkolů. Byl vyvinut americkými vědci John William Mockley a John Presper Eckert.V ENIAC byla vyměněna elektromechanická relé jako základ základny komponent vakuové trubky... Celkově komplex zahrnoval 17 468 lamp, 7 200 křemíkových diod, 1 500 relé, 70 000 rezistorů a 10 000 kondenzátorů. Spotřeba energie - v té době 150 kW stačilo k osvětlení velkého města. Výpočetní výkon - 300 operací násobení nebo 5 000 operací přidání za sekundu. Hmotnost - 27 tun, přes 30 metrů. Výpočty byly prováděny v desítkové soustavě. ENIAC byl použit pro výpočet balistických tabulek, predikce počasí, výpočty v oblasti jaderné energie, aerodynamiky, průzkumu vesmíru.

V SSSR počítač MESM (malý elektronický počítací stroj) byl vytvořen v 1951 rok vedená akademikem Sergeji Alekseevich Lebedev.Stroj vypočítal faktoriály přirozených čísel a vyřešil rovnice paraboly. Ve stejné době Lebedev pracoval na tvorbě BESM - vysokorychlostní elektronický počítací stroj, jehož vývoj byl dokončen v roce 1953.

V 1971 rokspolečnost Intel (USA) vytvořila první mikroprocesor - programovatelné logické zařízení vyrobené pomocí technologie VLSI (velmi velké integrované obvody).

V 1964 Člen výzkumného centra ve Stanfordu Douglas Engelbart předvedl práci prvního manipulátor myši, ale teprve o čtyři roky později byla myš předvedena na počítačové konferenci v San Francisku.

První osobní počítač (PC) v 1976 vydané společností Jablko; v SSSR se počítače objevily v 1985.

Tabulka 1. Počítačové generace

Index	Počítačové generace
	1950-1960	1960-1970	1970-1980	Čtvrtý 1980-1990	1990-dosud
Základna prvku procesor	Elektronky	Polovodiče (tranzistory)	Malé integrované obvody (MIS)	Velké integrované obvody (LSI) a mimořádně velké integrované obvody (VLSI)	Optoelektronika Kryoelektronika (lasery, holografie)
Základna RAM prvku	Katodové trubice	Feritová jádra	Křemíkové krystaly	LSI a VLSI
Základní vstupní zařízení	Konzola, děrná karta, vstup děrné pásky	Alfanumerický displej, klávesnice		Barevný grafický displej, klávesnice, myš atd.	Barevný grafický displej, skener, klávesnice, zařízení hlasové komunikace počítače
Hlavní výstupní zařízení	Alfanumerické tiskové zařízení (ADCU), výstup děrné pásky		Plotter, tiskárna
Externí paměť	Magnetické pásky, bubny, děrné pásky, děrné štítky	Magnetický disk	Děrovaná páska, magnetický disk (průměr 30 cm)	Magnetické a optické disky
Maximální kapacita RAM, bajty
Maximální rychlost procesoru (operační / s)				Multiprocesing	Multiprocesing
Programovací jazyky	Univerzální programovací jazyky, překladače (strojový kód)	Šarže oSoptimalizace překladatelů (Assembler, Fortran)	Procesní jazyky na vysoké úrovni (HLL)	Nové procedurální JRD a neprocesní JRD	Nová procedurální Java
Účel použití počítače	Vědecké a technické výpočty	Technické a ekonomické výpočty	Řízení a ekonomické výpočty	Telekomunikace, informační služby	Využití prvků umělé inteligence a rozpoznávání vizuálních a zvukových obrazů