Главная страницаОбратная связьКарта сайта

Этапы появления персоналных компьютеров


Прообразы компьютеров. Можно сказать, что история компьютеров берет начало со дня появления обыкновенных счетов, которые на долгие века оставались почти единственным видом вычислительной техники. Кое-какие новые идеи начали появляться в XVI веке. Именно тогда испанский монах Раймунд Луллит выдвинул идею логической машины, однако конкретная реализация вычислительных устройств началась лишь в середине прошлого века.

Первая простая машина для сложения и вычитания шестиразрядных чисел была создана астрономом Уильямом Шикарном в 1623 году. При помоши специальных счетов можно было производить операции умножения, а если результат превышал возможности машины, то звонил специальный колокольчик. В 40-х годах того же века Блез Паскаль создал свой вычислитель, который производил операции сложения семизначных чисел, а позже Готфрид Вильгельм фон Лейбниц сконструировал механическую счетную машину, которая позволяла не только складывать и вычитать, но и перемножать двенадцатиразрядные числа.

Следующим этапом стал XIX век, когда продолжилось развитие и усовершенствование счетных машин, в которых стали использоваться программы на перфокартах (Чарльз Бэббидж, 1834 г.). В изобретенной им машине, которая так и не была реализована, должны были производиться дифференциальные расчеты до 20-го знака, однако по замыслу машина приводилась в движение паром и занимала целую комнату. В ней имелся прообраз центрального процессора, ввод программ при помощи перфокарт, блок памяти и вывод на печатный пресс. В работе изобретателю помогала графиня Ада Августа Кинг, внебрачная дочь поэта Байрона, которая считается первой программисткой, и в конце XX века в ее честь был назван язык программирования Ада. Затем появился клавишный ввод (Дорр Фелт), а закончился век появлением машины Германа Холлрита, которая помогла произвести перепись населения США. Данные о человеке

набивались на отдельной перфокарте, информацию с которой считывала машина. Проект был успешным, и спустя несколько лет Герман Холлрит основал Tabulating Machine Company по производству оборудования для работ с перфокартами. В дальнейшем эта компания переросла в компанию IBM.

В XX веке возникла необходимость производить большое количество вычислений, соответственно, стали появляться различные вычислительные машины. В 1938 году англичанин Ален Тьюринг обосновал принципиальную возможность создания вычислительных машин и предложил абстрактную схему («машина Тьюринга»). Его статья, называвшаяся «Может ли машина мыслить», получила большой резонанс в ученой среде. Во время Второй мировой войны Ален Тьюринг вошел в группу разработчиков вычислительной машины Colossus, при помощи которой удалось расшифровать коды немецких спецслужб.

В 1938 году Конрад Цузе создал в Германии один из первых компьютеров, названный Z1. Машина имела блок памяти, ввод программ с перфокарт, действовала на основе двоичного кода. За ней последовали Z2, Z3 в 1941 году, а затем Z4. В эти же годы появились и другие машины, например ABC (Atanasoff Berry Computer), со­зданный профессором Джонсоном В. Атанасовым, Complex Number Calculator, создание Джорджа Стиблица, далее Univac, Binac, Edvac и т.д. Какие из этих машин можно считать компьютером, а какие просто вычислительной машиной, мы оставим судить специалистам, которые вели, ведут и, наверное, еще долго будут вести споры по этому вопросу.

В 1943 году для расчета артиллерийских таблиц был создан компьютер «Марк I», весивший семь тонн. В 1945 году Джон фон Нейман разработал теоретические основы взаимосвязи устройств в компьютере и в том же году появился компьютер Eniac, созданный на основе электронных ламп и весивший тридцать тонн. Машина имела 18 тысяч ламп, 1,5 тысячи реле и множество других элементов, потребляла массу электроэнергии, а на испускаемый ею свет, особенно по вечерам, слеталось столько насекомых, что они вызывали частые сбои. С тех пор сбои в компьютере частенько называют жучками. В 1948 году Норберт Винер выпустил книгу «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине», в которой изложил основы управления.

Пятидесятые года XX века ознаменовались промышленным выпуском кремниевых транзисторов, и в 1956 году был создан первый компьютер на этой основе, что резко уменьшило размеры компьютера, а компанией IBM был создан первый жесткий диск КАМАС 305.

Далее начинается ускоренное развитие как аппаратных, так и программных средств компьютера. В конце 50-х годов был создан язык программирования Фортран, который до сих пор используется в научных расчетах, в 60-м году — Кобол и Алгол-60, появляются первые модем и мышь, в 1964 году появился язык Бейсик для обучения программированию, в 1969 году — первая версия операционной системы Unix. В 1970 году удалось соединить первые четыре компьютера, находившиеся на значительном расстоянии друг от друга, в сеть Arpanet, которая позже переросла в сеть Интернет. Появляется первый 4-разрядный микропроцессор, в 1971 году создаются язык Паскаль и первый флоппи-диск, а в 1972 году — 8-разрядный процессор компании Intel 8008. С 1973 года, когда появились первый персональный компьютер и операционная система СР/М, начинают развиваться процессоры и другие устройства для компьютера, год от года растет производительность и емкость устройств. В 1974 году появляется язык Си и вскоре — 8-разрядный процессор 8080. В 1976 году поступил в продажу первый компьютер Apple I, в 1977 году появился первый компьютер Atari, появляются первые принтеры. Далее уже несколько компаний предлагают персональные компьютеры, появляются видеоигры, первые промышленные модемы и начинает развиваться прикладное программное обеспечение, в частности первый текстовый редактор.

Первые машины были довольно больших размеров, особенно в сравнении с их вычислительными возможностями, так как работали они на электронных лампах. Кроме того, они потребляли много энергии и требовали хорошего охлаждения. Эти машины выполняли лишь несколько сот операций в секунду, к тому же стоили очень дорого, так как производились в малых количествах.

К первому поколению компьютеров относятся отечественные машины «Минск-1», «Урал-1», «БЭСМ-1».

Уменьшение размеров компьютеров стало возможным лишь около пятидесяти лет назад с появлением транзисторов. Машины следующего поколения были выполнены на полупроводниках, стали меньше, потребляли несколько киловатт и выполняли несколько тысяч операций в секунду. К этому поколению относятся отечественные машины «Минск-21», «Урал-14», «Наири».

Третье поколение основано на интегральных схемах. В нашей стране это были машины серии ЕС ЭВМ. Компьютеры четвертого поколения используют большие и сверхбольшие интегральные микросхемы.

На Западе в 70—80-х годах были распространены большие машины серии IBM 360 и IBM 370, в нашей стране — серия ЕС (Единая Система). Части машин серии ЕС выпускались в разных социалистических странах, например, магнитные ленты производились в ГДР, лентопротяжные механизмы — в Болгарии, процессоры — в СССР и т.д. Эти машины занимали много места и требовали помещения не менее 20 квадратных метров, специально оборудованные залы для машины, а также помещения для персонала. Требовался

и специальный обслуживающий персонал: системщики и электронщики, которые обслуживали компьютер. Системщик отвечал за работу программного обеспечения, а электронщик — электронного, то есть аппаратного.

Машина работала в специально оборудованном помещении с фальшполом, в котором устанавливались приборы для поддержания определенной температуры и влажности. Если температура превышала требуемую, компьютер начинал работать нестабильно. Фальшпол — это пол, опирающийся на распорки, под которым размещались кабели, соединявшие проводами различные устройства, например, блок, содержащий процессор, с памятью, с внешними устройствами (магнитными лентами, магнитными дисками, принтерами, устройствами ввода и т.д.). Производительность этих компьютеров считалась высокой. На самом деле машины серии ЕС уступали по этому показателю современному персональному компьютеру. Например, в 70-х годах магнитные диски имели размер около 7 мегабайт, затем 29.

Каждый съемный диск был размером с современный системный блок, а само устройство для работы с ним напоминало письменный стол. Устройство для считывания магнитных лент было с небольшой книжный шкаф. Не менее громоздки были устройства считывания с перфокарт и принтеры. Теперь представим, что таких устройств было несколько и все они располагались в одном помещении.

По тем временам эта техника считалась прогрессивной. Кроме серии ЕС, были машины отечественного производства типа «Минск-22» (32), выпускавшиеся Белоруссией, и БЭСМ.

Работать на машинах 70—80-х годов было довольно сложно. Вся информация заводилась при помощи перфокарт или перфолент. Каждая перфокарта служила для описания одной строки (программы, данных). Если случалась ошибка, то нужно было найти перфокарту и ее заменить, после чего запустить программу еще раз. Все это занимало немало времени. Особенно сложно было, когда перфокарты не имели надписей, тогда приходилось по кодам определять нужную.

Труднее всего было работать с перфолентами. В случае ошибки по кодам (разное расположение выбитых отверстий на ленте) нужно было определить ее местоположение, вырезать, набить вставку с несколькими предыдущими и последующими командами (данными), затем наложить куски лент, соединить их липкой лентой и пробить снова отверстия шилом, чтобы устройство могло правильно считать дырки на ленте. На компьютерах того времени дисплей и клавиатура (если они присутствовали) использовались системщиком для организации работы на машине. Пользователи же должны были работать с перфокартами или перфолентами.

Первые персональные компьютеры появились в 80-х годах. Это были не те.персональные компьютеры, на которых мы работаем сегодня. Разные фирмы производили различные машины. Были, например, компьютеры фирмы Wang, французской системы Realite, компьютер фирмы IBM — XT. Вычислительные машины имели разную архитектуру и свои наборы команд для работы с ними. Поэтому, переходя с одной машины на другую, нужно было переучиваться. Наша промышленность выпускала машины «Искра» разных модификаций. С течением времени в мире стала пользоваться все большей популярностью модель компьютера AT, выпущенная фирмой IBM. .

Программирование в первых компьютерах происходило в машинных кодах, затем на языке Ассемблер, очень похожем на машинный код, но имеющем вместо кодов команд (цифр) мнемонику, которую легче запомнить. Язык Ассемблер называют языком низкого уровня, то есть он приближен к машинным командам, где одна команда языка соответствует машинной.

Затем появились языки программирования высокого уровня, где каждая команда могла транслироваться в несколько машинных команд. Это связано с тем, что в математических расчетах часто применяются одни и те же функции, например sin, cos и др., и каждая из них требует свою подпрограмму. Там, где на языке Ассемблер нужно использовать несколько десятков команд* на языке высокого уровня достаточно написать одну формулу (например y=5*sin(x)*cos(x/3)). Эти языки предназначались для определенных видов задач, где они и применялись. Например, Fortran (Фортран) — для научных расчетов, Basic (Бейсик) — для обучения программированию. Кстати, на языке Фортран программируют до сих пор, хотя появились более прогрессивные языки программирования. Дело в том, что за десятилетия работы с ним накоплено большое количество программ и библиотек с подпрограммами, перепрограммирование которых на другой язык потребовало бы больших затрат. Кроме того, нужно иметь в виду, что пользователи, работающие на одном языке, с трудом переходят на другой, особенно если это люди немолодые.

Развитие персональных компьютеров. После того как фирма IBM представила другим фирмам структуру своего компьютера, то есть сделала его открытым, начали появляться разработки других фирм в области персональных компьютеров, которые включали аппаратное обеспечение (новые устройства) и программное обеспечение (программы). Скоро разные фирмы начали выпускать компьютеры, похожие на персональные компьютеры фирмы IBM. Они назывались клонами или IBM-совместимыми компьютерами. Фирма IBM стала терять лидирующие позиции на рынке персональных компьютеров.

Усилилась фирма Microsoft, которая выпускала программное обеспечение для персональных компьютеров, и в частности до сих пор разрабатывает новые версии системы Windows и другое программное обеспечение. Фирма Intel стала лидером по производству и разработке процессоров.

Компьютер, описание которого представлено другим фирмам, чтобы те могли добавлять к нему новые устройства, называется открытой системой. Если описание не дано, то он называется закрытой системой. То же и для программного обеспечения.

Первый процессор 8086 появился в 1978 году, а первая половина 80-х годов отмечена появлением DOS (компания IBM, 1981 г.), сопроцессора, стандартов CGA, MDA (1981 г.), стримера емкостью 60 Мб, магнитооптических накопителей, игольчатых принтеров, 286 процессоров (1982 г.), появился первый вариант языка Post Script, электронная таблица Lotus 1-2-3, язык Си++ и Ада, технология CD-ROM. Это был период закладки фундамента развития персональных компьютеров, когда имелось много компаний, производивших аппаратную и программную составляющие для компьютеров, существовало большое количество разнообразных процессоров, видов компьютеров, когда не было общепризнанных закрепленных стандартов, по которым можно было бы создать унифицированные устройства. Это было время разработки новых подходов и принципов построения, когда сохраняли жизнеспособность только те устройства, которые полнее отвечали запросам потребителя и выдерживали конкуренцию с другими компаниями, создававшими компьютеры на основе иных принципов. Вскоре появилась первая версия программы Norton Commander, с которой было так удобно работать, что она перекочевала на многие компьютеры того времени и очень долго оставалась популярной.

Во второй половине 80-х годов появились первые версии операционных систем Windows и ОС/2, стандарты допустимых излучений мониторов. В 1987 году был представлен 386 процессор, выпущен первый струйный принтер, появился стандарт SVGA, первый пакет Microsoft Office. В это время произошел активный переход на процессоры Intel, которые стали завоевывать все более обширный сегмент рынка, другие же виды персональных компьютеров стали терять популярность, за исключением компьютеров серии «Макинтош». По этой причине многие разработчики программного обеспечения также перешли на разработки для персональных компьютеров, как их тогда называли, IBM-совместимых компьютеров. По мере расширения программных возможностей этих компьютеров росла и их популярность, хотя еще существовали до­статочно неплохие для своего времени компьютеры других компаний. Самыми популярными и дорогими были компьютеры, собранные компанией IBM, постепенно начавшей налаживать их производство и в странах Азии. Компьютеры, произведенные там, обходились дешевле, хотя первые модели уступали в качестве собранным в Америке и в Европе. Однако со временем они завоевывали и этот рынок. Спрос на компьютеры был велик, и развитие шло быстрыми темпами. Если раньше персональные компьютеры использовались главным образом в организациях, то в этот период их стали покупать для работы дома. Рынок быстро расширялся.

В 90—92 годах появились сеть Интернет, первый монохромный ручной сканер, 486 процессор, первая звуковая стереоплата, язык Ява, пакет Windows 3.1. 1993 год был отмечен появлением операционной системы Windows NT для работы в сети, стандарта PCI, первого процессора Pentium, стандарта Plug & Play. Рынок компьютеров был уже определен, появились общепризнанные стандарты для устройств, компьютеры продолжали развиваться в сторону повышения производительности и увеличения емкости устройств.

В последнее десятилетие XX века появились: стандарт DVD, новые процессоры Pentium Pro (1995 г.), Pentium II (1997 г.), Celeron (1998 г.), Pentium III (1999 г.), далее Pentium IV, накопители Zip и Jaz (1997 г.), были выпущены новые версии операционных систем — Windows 95, Windows 98, на основе Windows NT была создана Windows 2000. Появились новые версии и других операционных систем, например ОС/2, были созданы шина USB, порт AGP. Началось и стало быстро расти производство ноутбуков с жидкокристаллическим экраном, активно развивались видеокарты. Теперь все видеокарты выпускаются с трехмерным ускорителем 3D, столь необходимым для игр. Компьютерных игр так много, и число их растет так быстро, что за этим просто трудно уследить, целые тома книг и специальные журналы описывают все новые и новые игры. Для игр созданы особые устройства, такие как очки и шлемы, костюмы, передающие малейшие изменения в положении тела человека. Появляются новые версии прикладного программного обеспечения, энциклопедии на CD-ROM-дисках, графические редакторы и другие программы в новых вариантах.

В первые годы XXI века появилась система Windows XP, в продаже появились флэш-карты, развивается рынок цифровых фотоаппаратов. Устройства компьютера становятся более емкими, более производительными, часто при уменьшении их размеров.

В последнее время появились так называемые «зеленые компьютеры». Речь идет, конечно, не о цвете корпуса, хотя именно на корпус наносится надпись «Green PC». Задача выпуска таких компьютеров — сокращение вредного воздействия производства компьютеров, их транспортировки, хранения и утилизации после выхода из строя как на человека, так и на окружающую среду. Подбираются

технологии изготовления, прежде всего печатных плат компьютера, при которых максимально сокращено применение вредных веществ, например свинца и галогенов.

Значительное внимание уделяется эргономическим характеристикам, позволяющим улучшить удобство работы пользователя на компьютере — уменьшается уровень шума за счет применения специальных амортизаторов в виде резиновых подушечек под вибрирующие платы, повышается эффективность охлаждения компонентов компьютера за счет управления находящимися внутри системного блока вентиляторами, применяются новые воздухоотводы и так далее.

Что нас ожидает в будущем? Прежде всего дальнейшее развитие производительности процессоров, емкости запоминающих устройств. Бум, связанный с развитием вычислительной техники, продолжится еще несколько лет. Вырастет поколение людей, которые уже на школьной скамье знакомятся с основами работы на компьютере. Главными задачами будет распознавание голоса человека, чтобы можно было управлять и вводить информацию без помощи клавиатуры и мыши, компьютер соединится с новыми устройствами, прежде всего с бытовыми, с системами сигнализации. Компьютерные технологии будут более активно входить в процесс управления производством, использоваться в научных расчетах, а в быту станут незаменимыми помощниками в домашнем хозяйстве. Сам компьютер будет интегрирован в небольшие по размерам платы, на которых будет находиться все больше и больше контроллеров устройств, таких как модемы, видеоплаты и пр., в результате чего не понадобятся платы расширений для их подключения, будут внедряться шины USB и др. Получит дальнейшее развитие сеть Интернет, которая будет объединять все больше людей. Будут все больше использоваться беспроводные системы передачи информации, как от одного компьютера к другому, так и к массе периферийных устройств. Миниатюризация электронных компонентов позволит размещать всевозможные процессоры даже в бытовой технике, сделать «умными» такие предметы, как часы, пылесос, микроволновую печь, стиральную машину и многие другие.

Одной из сложнейших является задача распознавания образов, решение которой может дать новый толчок развитию компьютера.

Однако задачи искусственного интеллекта на компьютерах пока еще не решены или решаются в очень ограниченных пределах, и предпосылок Для их решения при помощи современных компьютеров еще не видно. Так что компьютер, такой, каким мы его знаем и как он развивается, останется незаменимым помощником человека, отнюдь не заменяя его, а помогая ему в осуществлении множества прикладных задач.

Обсудить статью на форуме


Если прочитаная статья из нашей обширной энциклопедия компьютера - "Этапы появления персоналных компьютеров", оказалась полезной или интересной, Вы можете поставить закладку в социальной сети или в своём блоге на данную страницу:

Так же Вы можете задать вопрос по статье через форму обратной связи, в сообщение обязательно указывайте название или ссылку на статью!
   


Copyright © 2008 - 2017 Дискета.info