В 1943 году в сша группа специалистов под руководством джона мочли

ЭНИАК (Электронный числовой интегратор и вычислитель — англ. ENIAC, сокр. от Electronic Numerical Integrator and Computer) — первый электронный цифровой вычислитель общего назначения, который можно было перепрограммировать для решения широкого спектра задач.

История компьютера ENIAC началась в 1930-х, когда американский профессор Джон Мокли захотел предсказывать погоду не на недели, а на годы вперёд. Он считал, что для этого нужно разгадать закономерности вспышек и пятен на Солнце.
У профессора были данные наблюдений метеорологов за много лет. Чтобы проанализировать их, он купил у банков списанные калькуляторы и усадил за работу студентов. Но вычисления шли медленно — информации было много, а студенты часто ошибались.
Мокли понял: чтобы ускорить работу, нужно мощное вычислительное устройство. Тогда он начал разрабатывать машину на радиолампах, которая выдавала бы результат сразу после ввода информации. Но собрать её изобретатель не мог — у него не хватало денег.

Часть идей проекта могла быть позаимствована из предложения 1940 года, сделанного Ирвеном Трэвисом. Именно Трэвис участвовал в подписании договора на использование школой Мура анализатора в 1933 году, а в 1940-м он предложил улучшенную версию анализатора, хотя и не электронного, но работавшего на цифровом принципе. Он должен был использовать механические счётчики вместо аналоговых колёс. К 1943 году он ушёл из школы Мура и занял пост в руководстве флотом в Вашингтоне.

В 1941 году Мокли начал преподавать в инженерной школе при университете. Там он познакомился с изобретателем Джоном Эккертом, которого тоже увлекла идея создать электронный компьютер.

Разработка компьютера ENIAC была начата в 1942 году, в Электротехнической школе Мура, штат Пенсильвания. Ожидалось, что он сможет облегчить работу женщинам, которые вручную рассчитывали траектории полета баллистических ракет и других снарядов. Им нужно было учитывать положение огнестрельного оружия, силу ветра, температуру воздуха, скорость снаряда и многие другие параметры. Военным нужно было знать около 3000 траекторий полета снаряда. На расчет каждой из траекторий требовалось выполнить около 1000 операций. На это у каждой женщины уходило около 16 дней. В результате этих вычислений составлялись так называемые таблицы стрельбы, при помощи которых военные могли точно попадать по вражеским целям.

В августе 1942 года Мокли написал 7-страничный документ «The Use of High-Speed Vacuum Tube Devices for Calculation», в котором предлагал Институту построить электронную вычислительную машину, основанную на электронных лампах. Руководство Института работу не оценило и сдало документ в архив, где он вообще был утерян.

В 1942 году союзники высадились в Северной Африке и артиллеристам понадобились баллистические таблицы под местный климат.

Один из физиков Манхэттенского проекта, Эдвард Теллер, ещё в 1942 году загорелся идеей «супероружия»: гораздо более разрушительного, чем то, что позже сбрасывали на Японию, с энергией взрыва, поступавшей от атомного синтеза, а не от деления ядер. Теллер считал, что он сможет запустить цепную реакцию синтеза в смеси дейтерия (обычный водород с дополнительным нейтроном) и трития (обычный водород с двумя дополнительными нейтронами). Но для этого нужно было обойтись низким содержанием трития, поскольку он был чрезвычайно редким.

Создание компьютера ENIAC было начато в 1942 году в одной из лабораторий Пенсильванского университета по заказу американского армейского Отдела артиллерии и Баллистической научно-исследовательской лаборатории в рамках проекта «Project PX».

Одна из первых вычислительных машин была создана в 1943, но задокументированно данное создание лишь после окончания военных действий в 1946 году.

В апреле 1943 Моучли, Эккерт и Брэйнерд сделали черновик «Отчёта по электронному дифференциальному анализатору». Это привлекло в их ряды ещё одного союзника, Германа Голдстайна, математика и армейского офицера, служившего посредником между Абердином и школой Мура. С помощью Голдстайна группа представила идею комитету в BRL, и получила военный грант, с Брэйнердом в качестве научного руководителя проекта. Им нужно было закончить создание машины к сентябрю 1944 года с бюджетом в $150 000. Команда назвала проект ENIAC: Electronic Numerical Integrator, Analyzer and Computer (Электронный числовой интегратор и вычислитель).

В апреле 1943 года Мокли по совету знакомых подал заявку на выделение средств напрямую в баллистическую лабораторию. Он обещал, что построенный компьютер будет вычислять одну траекторию за пять минут.

Лишь в начале 1943 года один из работников Института в случайной беседе сообщил Голдстайну об идее электронного вычислителя, с которой носился Мокли. Использование электронной вычислительной машины позволило бы лаборатории сократить время расчёта с нескольких месяцев до нескольких часов. Голдстайн встретился с Мокли и предложил ему обратиться с заявкой в лабораторию на выделение средств для постройки задуманной машины. Мокли по памяти восстановил утерянный 7-страничный документ с описанием проекта.

Архитектуру компьютера начали разрабатывать в 1943 году Джон Преспер Эккерт и Джон Уильям Мокли, учёные из Пенсильванского университета (Электротехническая школа Мура), по заказу Лаборатории баллистических исследований Армии США для расчётов таблиц стрельбы. В отличие от созданного в 1941 году немецким инженером Конрадом Цузе комплекса Z3, использовавшего механические реле, в ЭНИАКе в качестве основы элементной базы применялись электронные лампы.

Начиная с 1943 года группа специалистов под руководством Говарда Эйкена, Дж. Моучли и П. Эккерта в США начала конструировать вычислительную машину на основе электронных ламп, а не на электромагнитных реле. Эта машина была названа ENIAC (Electronic Numeral Integrator And Computer) и работала она в тысячу раз быстрее, чем «Марк-1». ENIAC содержал 18 тысяч вакуумных ламп, занимал площадь 9´15 метров, весил 30 тонн и потреблял мощность 150 киловатт. ENIAC имел и существенный недостаток – управление им осуществлялось с помощью коммутационной панели, у него отсутствовала память, и для того чтобы задать программу приходилось в течение нескольких часов или даже дней подсоединять нужным образом провода. Худшим из всех недостатков была ужасающая ненадежность компьютера, так как за день работы успевало выйти из строя около десятка вакуумных ламп.

9 апреля 1943 года проект был представлен Баллистической лаборатории на заседании Комиссии по науке. В проекте машина называлась «электронный дифф. анализатор» (electronic diff. analyzer). Это была уловка, чтобы новизна проекта не вызвала отторжения у военных. Все они были уже знакомы с дифференциальным анализатором, и проект в их представлении просто предлагал сделать его не механическим, а электрическим. Проект обещал, что построенный компьютер будет вычислять одну траекторию за 5 минут.

31 мая 1943 года военная комиссия начала работать над новым компьютером, Джон Мочли был главным консультантом, а Джон Эккерт Преспер был главным инженером.

В контракте под номером W-670-ORD-4926, заключенном 5 июня 1943 года, машина называлась «Electronic Numerical Integrator» («Электронный числовой интегратор»), позднее к названию было добавлено «and Computer» («и компьютер»), в результате чего получилась знаменитая аббревиатура ENIAC. Куратором проекта «Project PX» со стороны Армии США выступил опять-таки Герман Голдстайн.

В 1944 году все чертежи были готовы и группа инженеров под руководством Мокли и Эккерта начала строить компьютер. Начальником проекта стал Мокли, а главным конструктором — Эккерт. Позже в качестве научного консультанта к ним присоединился Джон фон Нейман.

В январе 1944 года Экерт сделал первый набросок второго компьютера с более совершенным дизайном, в котором программа хранилась в памяти компьютера, а не формировалась с помощью коммутаторов и перестановки блоков, как в ЭНИАКе.

Уже к февралю 1944 года теоретическая работа была завершена: продумана архитектура и прописаны электрические схемы. Началась работа по сборке 27-тонной машины, которая длилась полтора года. Увы, к несчастью для военных, Вторая мировая тогда уже завершилась, даже ядерное оружие было испытано. Однако это был первый настоящий компьютер, которому нашлось применение в расчетах термоядерной бомбы и таблиц стрельб ядерными боеприпасами. История сохранила нам имена шести девушек: Франсис Билас, Рут Лихтерман, Кэтлин Макналти, Франсис Снайдер, Бетти Дженнингс, Мерилин Мельцер. Так звали первых программистов первого компьютера.

К февралю 1944 года были готовы все схемы и чертежи будущего компьютера, и группа инженеров под руководством Эккерта и Мокли приступила к воплощению замысла в «железо». В группу вошли также:

Роберт Шоу (Robert F. Shaw) (функциональные таблицы)
Джеффри Чуан Чу (Jeffrey Chuan Chu) (модуль деления/извлечения квадратного корня)
Томас Кайт Шарплес (Thomas Kite Sharpless) (главный программист)
Артур Бёркс[en] (Arthur Burks) (модуль умножения)
Гарри Хаски (модуль чтения выходных данных)
Джек Дэви (Jack Davis) («аккумуляторы» — модули для сложения чисел)
Джон фон Нейман — присоединился к проекту в сентябре 1944 года в качестве научного консультанта. На основе анализа недостатков ЭНИАКа внёс существенные предложения по созданию новой более совершенной машины — EDVAC.

В середине июля 1944 года Мокли и Эккерт собрали два первых «аккумулятора» — модули, которые использовались для сложения чисел. Соединив их вместе, они перемножили два числа 5 и 1000 и получили верный результат. Этот результат был продемонстрирован руководству Института и Баллистической лаборатории и доказал всем скептикам, что электронный компьютер действительно может быть построен.

Летом 1944 года военный куратор проекта Герман Голдстайн случайно познакомился со знаменитым математиком фон Нейманом и привлёк его к работе над машиной. Фон Нейман внёс свой вклад в проект с точки зрения строгой теории. Так был создан теоретический и инженерный фундамент для следующей модели компьютера под названием EDVAC с хранимой в памяти программой. Контракт с Армией США на создание этой машины был подписан в апреле 1946 года.

В 1945 году к работе был привлечен знаменитый математик Джон фон Нейман, который подготовил доклад об этой машине. В этом докладе фон Нейман ясно и просто сформулировал общие принципы функционирования универсальных вычислительных устройств, т.е. компьютеров.

Научная работа фон Неймана «Первый проект отчёта о EDVAC», обнародованная 30 июня 1945 года, послужила толчком к созданию вычислительных машин в США (EDVAC, BINAC, UNIVAC I) и в Англии (EDSAC). Из-за огромного научного авторитета идея о компьютере с программой, хранимой в памяти, приписывается фон Нейману («архитектура фон Неймана»), хотя приоритет на самом деле принадлежит Экерту, предложившему использовать память на ртутных акустических линиях задержки. Фон Нейман подключился к проекту позднее и просто придал инженерным решениям Мокли и Экерта академический научный смысл.

К ноябрю 1945 года ENIAC полностью функционировал. Он не мог похвастаться такой же надёжностью, как его электромеханические родственники, но он был достаточно надёжным для того, чтобы использовать своё преимущество в скорости в несколько сотен раз. Расчёт баллистической траектории, на который у дифференциального анализатора уходило пятнадцать минут, ENIAC мог провести за двадцать секунд — быстрее, чем летит сам снаряд. И в отличие от анализатора, он мог делать это с той же точностью, что и человек-вычислитель, использующий механический калькулятор.

Осенью 1945 года компьютер построили. Его назвали ENIAC — электронным числовым интегратором и вычислителем. Машина получилась весом в 30 тонн и длиной в 30 метров, в ней было 17 000 радиоламп, 10 000 конденсаторов, 7000 резисторов, 15 000 реле и 6000 переключателей.

Компьютер был полностью готов лишь осенью 1945 года. Так как война к тому времени уже была закончена и острой необходимости в быстром расчёте таблиц стрельбы уже не было, военное ведомство США решило использовать ENIAC в расчётах по разработке термоядерного оружия.

Детали и результаты выполненных в ноябре-декабре 1945 года расчётов до сих пор засекречены. Перед ЭНИАКом была поставлена задача решить сложнейшее дифференциальное уравнение, для ввода исходных данных к которому понадобилось около миллиона перфокарт. Вводная задача была разбита на несколько частей, чтобы данные могли поместиться в память компьютера. Промежуточные результаты выводились на перфокарты и после перекоммутации снова заводились в машину.

14 февраля 1946 года ENIAC показали публике (этот день теперь считается Днём программиста). Сначала компьютер за одну секунду посчитал сумму 5000 чисел, а затем — вычислил траекторию полёта снаряда быстрее, чем тот долетает от орудия до цели.

Впервые о нем написали в газетах 15 февраля 1946 года.

Это первая действующая машина, построенная на вакуумных лампах, официально была введена в эксплуатацию 15 февраля 1946 года. Эту машину пытались использовать для решения некоторых задач, подготовленных фон Нейманом и связанных с проектом атомной бомбы.

Когда в феврале 1946 года компьютер ENIAC был представлен общественности, он выглядел гигантским электронным мозгом. Его создание тогда обошлось в 500 тысяч долларов, что по нынешним меркам эквивалентно 7,2 миллионам долларов. Оборудование компьютера весило… 27 тонн и оно занимало 167 квадратных метров площади! Потребляло 150 кВт электричества, которое приводило в действие 18 800 электронных ламп, самыми распространенными из которых являлись диоды и триоды.

Как уже упоминалось выше, в феврале 1946 года, точнее 15 февраля, компьютер ENIAC был представлен представителям прессы, которые снимали на фото и видео вспышки его электронных ламп. При этом, компьютер производил расчет траектории полета ракеты и справлялся с этим за двадцать секунд, за 10 секунд до того, как реальная ракета могла поразить цель. Для того чтобы сделать работу компьютера более красочной на его панелях было установлено большое количество неоновых ламп, спрятанных под рассеиватели, изготовленные из половинок шариков для пинг-понга. Именно благодаря этой уловке большинство последующих компьютеров уже имели на своих панелях массу лампочек, а потом и светодиодов, которые, перемигиваясь, отображали ход выполняемых компьютером вычислений.

В марте 1946 года Экерт и Мокли из-за споров с Пенсильванским университетом о патентах на ЭНИАК и на EDVAC, над которым они в то время работали, решили покинуть институт Мура и начать частный бизнес в области построения компьютеров, создав компанию Electronic Control Company, которая позднее была переименована в Eckert–Mauchly Computer Corporation. В качестве «прощального подарка» и по просьбе Армии США они прочитали в институте серию лекций о конструировании компьютеров под общим названием «Теория и методы разработки электронных цифровых компьютеров», опираясь на свой опыт построения ENIAC и проектирования EDVAC. Эти лекции вошли в историю как «Лекции школы Мура». Лекции — по сути первые в истории человечества компьютерные курсы — читались летом 1946 года с 8 июля по 31 августа только для узкого круга специалистов США и Великобритании, работавших над той же проблемой в разных правительственных ведомствах и научных институтах, всего 28 человек. Лекции послужили отправной точкой к созданию в 40-х и 50-х годах успешных вычислительных систем CALDIC, SEAC, SWAC, ILLIAC, машина Института перспективных исследований и компьютер Whirlwind, использовавшийся ВВС США в первой в мире компьютерной системе ПВО SAGE.

Британский физик Дуглас Хартри в апреле и июле 1946 года решал на ЭНИАКе проблему обтекания воздухом крыла самолета, движущегося быстрее скорости звука. ЭНИАК выдал ему результаты расчётов с точностью до седьмого знака. Об этом опыте работы Хартри написал в статье в сентябрьском выпуске журнала Nature за 1946 год.

ENIAC продолжал решать несколько более реальных проблем весь 1946-й год: набор подсчётов по потоку жидкостей (например, для обтекания крыла самолёта) для британского физика Дугласа Хартри, ещё один набор расчётов для моделирования имплозии ядерного оружия, подсчёты траекторий для новой девяностомиллиметровой пушки в Абердине. Затем он замолчал на полтора года. В конце 1946-го, по договору школы Мура с армией, BRL упаковал машину и перевёз её на полигон. Там она постоянно страдала от проблем с надёжностью, и команда BRL не смогла заставить её работать достаточно хорошо для того, чтобы она выполняла какую-то полезную работу, вплоть до крупной модернизации, закончившейся в марте 1948.

В отчете фон Неймана и его коллег Г. Голдстайна и А.Беркса (июнь 1946 года) были четко сформулированы требования к структуре компьютеров. Отметим важнейшие из них:
· машины на электронных элементах должны работать не в десятичной, а в двоичной системе счисления;
· программа, как и исходные данные, должна размещаться в памяти машины;
· программа, как и числа, должна записываться в двоичном коде;
· трудности физической реализации запоминающего устройства, быстродействие которого соответствует скорости работы логических схем, требуют иерархической организации памяти (то есть выделения оперативной, промежуточной и долговременной памяти);
· арифметическое устройство (процессор) конструируется на основе схем, выполняющих операцию сложения; создание специальных устройств для выполнения других арифметических и иных операций нецелесообразно;
· в машине используется параллельный принцип организации вычислительного процесса (операции над числами производятся одновременно по всем разрядам).

Через несколько месяцев — 9 ноября 1946 года — ENIAC был разобран и перевезён из Университета Пенсильвании в г. Абердин в Лабораторию баллистических исследований Армии США, где с 29 июля 1947 года он успешно проработал ещё много лет и был окончательно выключен 2 октября 1955 года в 23:45.

В 1946 году Джон Эккерт Преспер и Джон Мочли создали Eckert-Mauchly Computer Corporation.

С 16 сентября 1948 года ENIAC превратился в компьютер с хранимой программой (весьма примитивный). По предложению фон Неймана, высказанному в июне 1947 года, две функциональные таблицы были использованы для хранения всех команд ENIAСа, чтобы команды вызывались как подпрограммы во время исполнения кода. Компьютер стал работать несколько медленнее, но его программирование сильно упростилось. Старый метод перекоммутирования с тех пор больше не использовался.

До 1948 года для перепрограммирования ENIAC нужно было перекоммутировать его заново, в то время как Z3 умел считывать программы с перфорированной ленты. Программирование задачи на ЭНИАКе могло занимать до двух дней, а её решение — несколько минут. При перекоммутировании ЭНИАК превращался как бы в новый специализированный компьютер для решения специфической задачи. Ещё на этапе конструирования ЭНИАКа Экерт и Мокли понимали недостатки своего детища, но на этапе проектирования они не считались критическими, поскольку компьютер изначально предназначался для выполнения однотипных баллистических расчётов.

В 1949 году фон Нейман использовал ЭНИАК для расчёта чисел π и e с точностью до 2000 знаков после запятой. Фон Неймана интересовало статистическое распределение цифр в этих числах. Предполагалось, что цифры в этих числах появляются с равной вероятностью, а значит — компьютеры могут генерировать действительно случайные числа, которые можно использовать как вводные параметры для вычислений методом Монте-Карло. Вычисления для числа e были выполнены в июле 1949 года, а для числа π — за один день в начале сентября. Результаты показали, что «цифры в числе π идут в случайном порядке, а вот с числом e всё обстояло значительно хуже».

Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана, был построен в 1949 году английским исследователем Морисом Уилксом. С той поры компьютеры стали гораздо более мощными, но подавляющее большинство из них сделано в соответствии с теми принципами, которые изложил в своем докладе в 1945 года Джон фон Нейман.

В 1950 году Remington Rand Corporation купила Eckert-Mauchly Computer Corporation и изменила название на Univac. В этой компании был разработан компьютер UNIVAC (Universal Automatic Computer), который стал по сути, прототипом современных компьютеров.

На ЭНИАКе весной 1950 года был произведён первый успешный численный прогноз погоды командой американских метеорологов Жюлем Чарни, Филипом Томсоном, Ларри Гейтсом, норвежцем Рагнаром Фьюртофтом и математиком Джоном фон Нейманом. Они использовали упрощённые модели атмосферных потоков на основе уравнения вихря скорости для баротропного газа. Это упрощение понизило вычислительную сложность задачи и позволило произвести расчёты с использованием доступных в то время вычислительных мощностей. Расчёты велись начиная с 5 марта 1950 года в течение 5 недель, пять дней в неделю в три 8-часовые смены. Ещё несколько месяцев ушло на анализ и оценку результатов. Описание расчётов и анализ результатов были представлены в работе «Numerical Integration of Barotropic Vorticity Equation», опубликованной 1 ноября 1950 года в журнале Tellus. В статье упоминается, что прогноз погоды на следующие 24 часа на ЭНИАКе был выполнен за 24 часа, то есть прогноз едва успевал за реальностью. Большая часть времени уходила на распечатку перфокарт и их сортировку. Во время расчётов приходилось на ходу вносить изменения в программу и ждать замены перегоревших ламп. При должной оптимизации работы ЭНИАКа, говорилось в работе, расчёт можно было бы выполнить за 12 часов, а при использовании более совершенных машин — за 30 минут. Для прогноза использовались карты погоды над территорией США и Канады за 5, 30, 31 января и 13 февраля 1949 года. После расчётов прогнозные карты сравнивались с реальными для оценки качества прогноза.

В 1951 году заработала первая советская электронная вычислительная машина МЭСМ, площадью около 50 квадратных метров. МЭСМ имела 2 вида памяти: оперативное запоминающее устройство, в виде 4 панелей высотой в 3 метра и шириной 1 метр; и долговременная память в виде магнитного барабана объемом 5000 чисел. Всего в МЭСМ было 6000 электронных ламп, а работать с ними можно было только после 1,5-2 часов после включения машины. Ввод данных осуществлялся с помощью магнитной ленты, а вывод – цифропечатающим устройством сопряженным с памятью. МЭСМ могла выполнять 50 математических операций в секунду, запоминать в оперативной памяти 31 число и 63 команды (всего было 12 различных команд), и потребляла мощность равную 25 киловаттам.

В июле 1953 года к ЭНИАКу был подключен двоично-десятичный модуль памяти на магнитных сердечниках, увеличивший объём оперативной памяти компьютера с 20 до 120 число-слов.

ENIAC работал до 1955 года. Несмотря на то что компьютер много раз модернизировали, к этому времени он окончательно устарел. Его демонтировали, когда появились более совершенные и мощные ЭВМ.

И когда компьютер ENIAC, прошедший сквозь череду улучшений, был списан на покой в 1955 году, Джон Преспер Эккерт и Джон Уильям Мокли организовали компанию Eckert-Mauchly Computer Corporation (EMCC), которая создала компьютер Univac. Он произвел обработку данных переписи американского населения 1950 года и предсказал победителя выборов 1952 года.

В 1955 году Remington Rand слилась с корпорацией Sperry образовав Sperry-Rand. Эккерт остался в компании в качестве исполнительного директора и продолжал исследования. Позже Sperry-Rand слилась с Burroughs Corporation, и стала корпорацией Unisys.

После изобретения микросхемы развитие компьютерной техники резко ускорилось. Этот эмпирический факт, замеченный в 1965 году соучредителем компании Intel Гордоном Е. Муром, назвали по его имени Законом Мура. Столь же стремительно развивается и процесс миниатюризации компьютеров. ENIAC был огромным, весил тонны и занимал целые комнаты. В контрасте с этим, современные компьютеры – гораздо более мощные и компактные и гораздо менее дорогие – стали воистину вездесущими.

Джон Преспер Эккерт и Джон Мочли получили IEEE Computer Society Pioneer Award в 1980 году.

Практическая работа

1. Откройте программу MS
Word.

2.
Создайте документ по предложенному образцу, используя неразрывный пробел при
написании дат, имен и фамилий.

В 1642 г. Блез Паскаль изобрел устройство,
механически выполняющее сложение чисел. В 1673 г. Готфрид Вильгельм Лейбниц
сконструировал арифмометр, который дает возможность механически выполнять
четыре арифметических действия. Начиная с
XIX
в. арифмометры получили очень широкое применение. На них выполняли даже сложные
расчеты, например расчеты баллистических таблиц для артиллерийских стрельб.
Существовала и специальная профессия – счетчик, человек, работающий с
арифмометром.

В первой половине XIX
в. английский математик Чарльз Бэббидж сделал попытку построить универсальное
вычислительное устройство – аналитическую машину, которая должна была выполнять
вычисления без участия человека.

Ч. Бэббидж не смог довести до конца работу
по созданию аналитической машины – она оказалась слишком сложной для техники
того времени. Но он разработал все остальные идеи, и в 1943 г. американец
Говард Эйкен с помощью работ Ч. Бэббиджа на основе электромеханических реле
смог построить на одном из предприятий фирмы
IBM
машину под названием «Марк-1». Ещё раньше идеи Ч. Бэббиджа были переосмыслены
немецким инженером Конрадом Цузе, который в 1941 г. построил аналогичную
машину.

В 1943 г. группа специалистов под
руководством Джона Мочли и Преспера Экерта в США начала конструировать подобную
машину уже на основе электронных ламп, а не реле. Их машина, названная
ENIAC,
работала в тысячу раз быстрее, чем «Марк-1», однако для её программы
приходилось в течение нескольких часов или даже нескольких дней подсоединять
нужным образом провода. Чтобы упростить процесс, Мочли и П. Экерт стали
конструировать машину, которая могла бы хранить программу в своей памяти.
В 1945 г. к работе был привлечен знаменитый  математик Джон фон Нейман, который
подготовил доклад об этой машине. Доклад был разослан многим ученым и получил
широкую известность, поскольку в нем Дж. Фон Нейман ясно и просто сформулировал
общие принципы функционирования универсальных вычислительных устройств, т. е.
компьютеров.

Первый
компьютер, в котором были воплощены принципы Дж. Фон Неймана, был построен в
1949 г. английским исследователем Морисом Уилксом. С той поры компьютеры стали
гораздо более мощными, но подавляющее большинство из них сделано в соответствии
с теми принципами, которые изложил в своем докладе в 1945 г. Дж. Фон Нейман.

3. Сохраните файл в своей папке под именем
«История ВТ».

Министерство
образования Российской Федерации

Оренбургский
государственный университет

Заочный
факультет

Кафедра
информатики

реферат

по
дисциплине: «Истории развития техники»

на
тему : «История развития компьютеров»

Выполнила
: Лопарев А.В. студент группы 2000 СС

Проверила:
Закожурникова Р.С.

Оренбург
2001

План
работы:

Введение…………………………………………………………………………3

    1. Аналитическая
      машина Чарльза Бэббиджа………………………………4

    2. Первые
      компьютеры………………………………………………………4

2.
Компьютеры с хранимой в памяти
программой…………………………..6

2.1
Развитие элементной базы
компьютеров…………………………………6

3.
Появление персональных
компьютеров……………………………………8

4.
Компьютеры фирмы IBM………………………………………………….10

4.1 Концепция
открытой архитектуры………………………………………11

5
Основные модели компьютеров фирмы
IBM……………………………..15

Заключение……………………………………………………………………18

Список использованных
источников………………………………………..19

Введение

В нашу
эпоху компьютер занимает определенное
место в жизни человека. Кто-то использует
компьютер для игр, кто-то для обучения,
некоторые любят посидеть в Internet.
Но все эти компьютеры имеют общую
структуры и принципы функционирования,
а соответственно, и историю развития.
Эволюционный процесс, который привел
к современным компьютерам, был и
продолжает оставаться чрезвычайно
быстрым и динамичным. Ученые вывели
даже закономерность, что частота
процессоров увеличивается вдвое каждые
18 месяцев!

При
создании машины, известной как
«персональный компьютер», было
использовано большое число открытий и
изобретений., которые внесли важное
значение в развитие компьютерной
техники.

1. Исторические предшественники компьютерам

1.1 Аналитическая машина Чарльза Бэббиджа.

В первой половине
XIX в. английский математик Чарльз Бэббидж
попытался построить универсальное
вычислительное устройство, то есть
компьютер (Бэббидж называл его
Аналитической машиной). Именно Бэббидж
впервые додумался до того, что компьютер
должен содержать память и управляться
с помощью программы. Бэббидж хотел
построить свой компьютер как механическое
устройство, а программы собирался
задавать посредством перфокарт — карт
из плотной бумаги с информацией, наносимой
с помощью отверстий (они в то время уже
широко употреблялись в ткацких станках).
Однако довести до конца эту работу
Бэббидж не смог — она оказалась слишком
сложной для техники того времени.

1.2 Первые компьютеры

В
40-ходах XX в. сразу несколько групп
исследователей повторили попытку
Бэббиджа на основе техники XX в. —
электромеханических реле. Некоторые
из этих исследователей ничего не знали
о работах Бэббиджа и переоткрыли его
идеи заново. Первым из них был немецкий
инженер Конрад Цузе, который в 1941 г.
построил небольшой компьютер на основе
нескольких электромеханических реле.
Но из-за войны работы Цузе не были
опубликованы. А в США в 1943 г. на одном из
предприятий фирмы IBM
американец Говард Эйкен создал более
мощный компьютер под названием «Марк-1».
Он уже позволял проводить вычисления
в сотни раз быстрее, чем вручную (с
помощью арифмометра), и реально
использовался для военных расчетов.

Однако
электромеханические реле работают
весьма медленно и недостаточно надежно.
Поэтому начиная с 1943 г. в США группа
специалистов под руководством Джона
Мочли и Преспера Экерта начала
конструировать компьютер ENIAC
на основе на основе электронных ламп.
Созданный ими компьютер работал в тысячу
раз быстрее, чем Марк-1. Однако обнаружилось,
что большую часть времени этот компьютер
простаивал — ведь для задания метода
расчетов (программы) в этом компьютере
приходилось в течение нескольких часов
или даже нескольких дней подсоединять
нужным образом провода. А сам расчет
после этого мог занять всего лишь
несколько минут или даже секунд.

Соседние файлы в папке istoriya_kompyuterov

  • #

    01.04.2015541 б3index.htm

  • #

Чарльз Бэббидж, проектируя аналитическую машину в 40-х годах 19 века (1840-ые), разработал основные идеи по созданию машины, которая могла бы работать по заранее заданной программе, без вмешательства человека.

Прошло 100 лет. Появились первые ЭВМ (электронно-вычислительные машины).

Содержание:
1. Марк-1 c электромеханическими реле
2. Эниак с электронными лампами

3. Архитектура Неймана
4. Машина Эдвак
5. МЭСМ в СССР

Марк-1 на электромеханических реле

В 1943 г. американец Говард Эйкен с помощью работ Бэббиджа на основе техники 20 века – электромеханических реле – на одном из предприятий фирмы IBM смог построить такую машину под названием «Марк-1».

«Если бы Бэббидж жил на 75 лет позже, — заявил впоследствии Эйкен, — я бы остался без работы».

Еще раньше идеи Бэббиджа были переоткрыты немецким инженером Конрадом Цузе, который в 1941 г. построил аналогичную машину. Но это никак не связано с известнейшей американской фирмой IBM, поэтому  является не столь распространенным фактом.

Эниак на электронных лампах

В первой половине 20 века бурно развивалась радиотехника. Основным элементом радиоприемников и радиопередатчиков в то время были электронно-вакуумные лампы.

Начиная с 1943 г. группа специалистов под руководством Джона Мочли и Преспера Экерта в США начали конструировать машину, подобную «Марк-1», уже на основе электронных ламп, а не реле.

Их машина называлась ENIAC (сокр. от Electronical Numerical Integrator and Calculator — Электронный числовой интегратор и вычислитель).

Скорость счета этой машины превосходила скорость «Марк-1» в тысячу раз. Когда ENIAC (произносится как ЭНИАК) продемонстрировали в 1946 году, американская пресса немедленно окрестила его «Гигантский мозг» («Giant Brain»).

Масса системы составляла 27 тонн. ENIAC использовали, в частности, для вычислений, связанных с созданием водородной бомбы.

Однако для ввода программы, согласно которой ENIAC должен был производить вычисления, приходилось в течение нескольких часов или даже нескольких дней подсоединять нужным образом провода. Клавиатуры еще не было, монитора тоже не было.

Архитектура фон Неймана

Чтобы упростить процесс задания программ, Мочли и Экерт стали конструировать новую машину, которая могла бы хранить программу в своей памяти.

В 1945 г. к работе был привлечен знаменитый математик Джон фон Нейман совместно с другими учеными.

Журнал «Nature» в 1946 г. опубликовал статью Джона фон Неймана в соавторстве с другими менее известными учеными «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства». В этой статье ясно и просто были изложены общие принципы устройства и работы ЭВМ. Главный из них – принцип хранения в памяти программы, согласно которому данные и программа помещается в общую память машины.

Принципиальное описание устройства и работы компьютера принято называть архитектурой ЭВМ. Идеи, изложенные в упомянутой выше статьи, получили название «принципы Джона фон Неймана» или «архитектура фон Неймана».

Машина Эдвак

Совместной разработкой Мочли, Экерта и фон Неймана можно считать следующую модель после ENIAC – это машина Эдвак (EDVAC, сокр. от Electronic Discrete Automatic Variable Computer — электронный дискретный переменный компьютер). Ее более вместительная внутренняя память содержала не только данные, но и программу. В отличие от ENIAC это компьютер на двоичной, а не десятичной основе.

Как и ENIAC, EDVAC был разработан в Лаборатории баллистических исследований Армии США и является первым компьютером, построенным на основе принципов Джона фон Неймана.

Названные машины существовали в единственных экземплярах. А заводское, серийное производство ЭВМ началось в развитых странах мира в 50-х годах 20 века.

МЭСМ в СССР

В нашей стране (СССР) первая ЭВМ была создана в 1951 году. Называлась она МЭСМ – малая электронная счетная машина. Конструктором МЭСМ был Сергей Алексеевич Лебедев. Под его руководством в 50-х годах были построены серийные ламповые ЭВМ БЭСМ-2, М-20.

Ряд последующих машин и разработок С.А.Лебедева способствовали созданию более совершенных машин следующих поколений.

Когда компьютеры были большими

жесткий диск

Жесткий диск (целая тумба), на который в начале 1960-ых годов мог поместиться всего один снимок, сделанный современным цифровым аппаратом

В заключение хочу предложить Вашему вниманию небольшой видеорепортаж из Музея информатики в Париже. Вы увидите своими глазами

  • электровакуумную лампу,
  • перфокарты,
  • процессор,
  • жесткий диск,
  • микропроцессор,
  • модем,
  • узнаете о двоичной системе счисления, принципах первого Интернета:

P.S. Статья закончилась, но можно еще прочитать:

1. Разностная машина Бэббиджа

2. Леди Ада Лавлейс и первая компьютерная программа

3. Экскурсия в Политехнический музей Москвы

4. Краткая история появления персонального компьютера IBM PC

Получайте новые статьи по компьютерной грамотности на ваш почтовый ящик:

Необходимо подтвердить подписку в своей почте. Спасибо!

Презентация на тему История развития компьютеров

Содержание

  • 1.

    История развития компьютеров

  • 2.

    Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для

  • 3.

    Однако электромеханические реле работают весьма медленно и

  • 4.

    ENIAC – второй в мире электронный калькулятор

  • 5.

    Чтобы упростить и убыстрить процесс задания

  • 6.

    JOHNNIAC был достойным продолжателем своих предшественников, MANIACa

  • 7.

    Транзисторы. ЭВМ 2-го поколения. В 40-х и

  • 8.

    Первое поколение ЭВМ, работающее на лампах, просуществовало

  • 9.

    Интегральные схемы. ЭВМ 3-го поколения Приоритет в

  • 10.

    Первая массовая серия машин на интегральных элементах

  • 11.

    В рамках третьего поколения в США была

  • 12.

    Маршиан Эдвард Хофф из фирмы Intеl сконструировал

  • 13.

    Возможности Intеl-4004 были куда скромнее, чем у

  • 14.

    в 1974 г. несколько фирм объявили о

  • 15.

    Apple II – первый цветной 8-битный домашний

  • 16.
    Скачать презентацию

  • 17.
    Похожие презентации

Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений. Электронные лампы. ЭВМ 1-го поколенияОднако электромеханические реле работают весьма медленно и недостаточно надежно. Поэтому, начиная с 1943 г. в США группа специалистов под руководством Джона Мочли и Преспера


Слайды презентации

Слайд 1
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ КОМПЬЮТЕРОВ.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ КОМПЬЮТЕРОВ.


Слайд 2
Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений.

Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений. Электронные лампы. ЭВМ

Электронные лампы. ЭВМ 1-го поколения
Однако электромеханические реле работают весьма

медленно и недостаточно надежно. Поэтому, начиная с 1943 г. в США группа специалистов под руководством Джона Мочли и Преспера Экерта начала конструировать компьютер ЕNIАС (рис.2) на основе электронных ламп. Этот монстр содержал десятки тысяч электронных ламп и релейных переключателей. Созданный ими компьютер работал в тысячу раз быстрее, чем Марк-1. Однако обнаружилось, что большую часть времени этот компьютер простаивал — ведь для задания метода расчетов (программы) в этом компьютере приходилось в течение нескольких часов или даже нескольких дней подсоединять нужным образом провода. А сам расчет после этого мог занять всего лишь несколько минут или даже секунд.


Слайд 3
Однако электромеханические реле работают весьма медленно и недостаточно

Однако электромеханические реле работают весьма медленно и недостаточно надежно. Поэтому, начиная

надежно. Поэтому, начиная с 1943 г. в США группа

специалистов под руководством Джона Мочли и Преспера Экерта начала конструировать компьютер ЕNIАС (рис.2) на основе электронных ламп. Этот монстр содержал десятки тысяч электронных ламп и релейных переключателей. Созданный ими компьютер работал в тысячу раз быстрее, чем Марк-1. Однако обнаружилось, что большую часть времени этот компьютер простаивал — ведь для задания метода расчетов (программы) в этом компьютере приходилось в течение нескольких часов или даже нескольких дней подсоединять нужным образом провода. А сам расчет после этого мог занять всего лишь несколько минут или даже секунд.


Слайд 4
ENIAC – второй в мире электронный калькулятор –

ENIAC – второй в мире электронный калькулятор – работал в Пенсильвании

работал в Пенсильвании в 1943 – 1946 годах. Он

еще не был компьютером в современном смысле этого слова, и смена «программы», по которой происходят вычисления, производились с помощью переключаемых проводов, как на телефонной АТС тех времен. Этот вычислитель, состоящий из 18000 электронных ламп, использовали в основном для решения баллистических задач, то есть расчета траекторий ракет.


Слайд 5
Чтобы упростить и убыстрить процесс задания программ,

Чтобы упростить и убыстрить процесс задания программ, Мочли и Экерт

Мочли и Экерт стали конструировать новый компьютер, который мог

бы хранить программу в своей памяти. В 1945 г. к работе был привлечен знаменитый математик Джон фон Нейман, который подготовил доклад об этом компьютере. Доклад был разослан многим ученым и получил широкую известность, поскольку в нем фон Нейман ясно и просто сформулировал общие принципы функционирования компьютеров, т. е. универсальных вычислительных устройств. И до сих пор подавляющее большинство компьютеров сделано в соответствии с теми принципами, которые изложил в своем докладе в 1945 г. Джон фон Нейман (рис.3). Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана, был построен в 1949 г. английским исследователем Морисом Уилксом.


Слайд 6
JOHNNIAC был достойным продолжателем своих предшественников, MANIACa и

JOHNNIAC был достойным продолжателем своих предшественников, MANIACa и

ILLIACa. Приступив к работе в 1953 году, он функционировал до 1966-го, наработав за это время 50000 машинных часов. Созданный под руководством Фон Неймана, он был вариантом современного сервера и использовал все новейшие достижения. Данная машина, хотя и состояла всего из нескольких сотен электровакуумных ламп, в высоту имела 2м и весила несколько тонн.


Слайд 7
Транзисторы. ЭВМ 2-го поколения.
В 40-х и 50-х

Транзисторы. ЭВМ 2-го поколения. В 40-х и 50-х годах компьютеры создавались

годах компьютеры создавались на основе электронных ламп. Поэтому компьютеры

были очень большими (они занимали огромные залы), дорогими и ненадежными — ведь электронные лампы, как и обычные лампочки часто перегорают. Но в 1948 г. были изобретены транзисторы — миниатюрные и недорогие электронные приборы, которые смогли заменить электронные лампы. Это привело к уменьшению размеров компьютеров в сотни раз и повышению их надежности. Первые компьютеры на основе транзисторов появились в конце 50- х годов а к середине 60- х годов были созданы и значительно более компактные внешние устройства для компьютеров, что позволило фирме Digital Equipment выпустить в 1965 г. первый мини компьютер РDР-8 размером с холодильник и стоимостью всего 20 тыс. долларов (компьютеры 40- х и 50- х годов обычно стоили миллионы долларов).


Слайд 8
Первое поколение ЭВМ, работающее на лампах, просуществовало до

Первое поколение ЭВМ, работающее на лампах, просуществовало до конца 50-х годов.

конца 50-х годов. В 1959 году родилось второе поколение,

работающее на транзисторах. Полупроводники были существенно надежнее ламп, занимали меньше места и потребляли совсем немного электричества, поэтому только машин IBM 1401 серии было продано более 10 тыс. штук. СССР в те же годы выпускал только не только стационарные ламповые ЭВМ для наведения истребителей-перехватчиков (СПЕКТР-4), но и портативные полупроводниковые ЭВМ «КУРС», предназначенные для обработки радиолокационной информации. В этом же 1959-м IBM выпустила свой первый мэйнфрейм 7090 с быстродействием 230 тыс. операций в секунду и специальную модификацию IBM 7030 для ядерной лаборатории США в Лос-Аламосе.


Слайд 9
Интегральные схемы. ЭВМ 3-го поколения

Приоритет в изобретении интегральных

Интегральные схемы. ЭВМ 3-го поколения Приоритет в изобретении интегральных схем, ставших

схем, ставших элементной базой ЭВМ третьего поколения, принадлежит американским

ученым Д. Килби и Р. Нойсу, сделавшим это открытие независимо друг от друга.


Слайд 10
Первая массовая серия машин на интегральных элементах стала

Первая массовая серия машин на интегральных элементах стала выпускаться в 1964

выпускаться в 1964 году фирмой IBM. Эта серия, известная

под названием IBM-360, оказала значительное влияние на развитие вычислительной техники второй половины 60-х годов. Она объединила целое семейство ЭВМ с широким диапазоном производительности, причем совместимых друг с другом.


Слайд 11
В рамках третьего поколения в США была построена

В рамках третьего поколения в США была построена уникальная машина «ИЛЛИАК-4»,

уникальная машина «ИЛЛИАК-4», в составе которой в первоначальном варианте

планировалось использовать 256 устройств обработки данных, выполненных на монолитных интегральных схемах. Позднее проект был изменен, из-за довольно высокой стоимости (более 16 миллионов долларов). Число процессоров пришлось сократить до 64, а также перейти к интегральным схемам с малой степенью интеграции. Сокращенный вариант проекта был завершен в 1972 году, номинальное быстродействие «ИЛЛИАК-4» составило 200 миллионов операций в секунду. Почти год этот компьютер был рекордсменом в скорости вычислений.


Слайд 12
Маршиан Эдвард Хофф из фирмы Intеl сконструировал интегральную

Маршиан Эдвард Хофф из фирмы Intеl сконструировал интегральную схему центрального процессора.

схему центрального процессора. Появился первый микропроцессор Iпtеl-4004, который был

выпущен в продажу в 1971 г. Это был настоящий прорыв, ибо микропроцессор Intеl-4004 размером менее 3 см был

IBM 5110 весивший 23 кг, позиционировался в 1975 году как портативный компьютер по цене $14000.

4 поколение — переход к компьютерам четвертого поколения – на сверхбольших интегральных схемах (СБИС).


Слайд 13
Возможности Intеl-4004 были куда скромнее, чем у центрального

Возможности Intеl-4004 были куда скромнее, чем у центрального процессора больших компьютеров

процессора больших компьютеров того времени, — он работал гораздо

медленнее и мог обрабатывать одновременно только 4 бита информации (процессоры больших компьютеров обрабатывали 16 или 32 бита одновременно), но и стоил он в десятки тысяч раз дешевле. Но рост производительности микропроцессоров не заставил себя ждать. В 1973 г. фирма Intеl выпустила 8-битовый микропроцессор Intеl-8008, а в 1974 г. — его усовершенствованную версию Intеl-8080, которая до конца 70-х годов стала стандартом для микрокомпьютерной индустрии.


Слайд 14
в 1974 г. несколько фирм объявили о создании

в 1974 г. несколько фирм объявили о создании на основе микропроцессора

на основе микропроцессора Intе1-8008 персонального компьютера, т.е. устройства, выполняющего

те же функции, что и большой компьютер, но рассчитанного на одного пользователя. В начале 1975 г. появился первый коммерчески распространяемый персональный компьютер Альтаир-8800 на основе микропроцессора Intе1-8080. Этот компьютер продавался по цене около 500 дол. И хотя возможности его были весьма ограничены (оперативная память составляла всего 256 байт, клавиатура и экран отсутствовали), его появление было встречено с большим энтузиазмом: впервые же месяцы было продано несколько тысяч комплектов машины. Покупатели снабжали этот компьютер дополнительными устройствами: монитором для вывода информации, клавиатурой, блоками расширения памяти и т.д. Вскоре эти устройства стали выпускаться другими фирмами. В конце 1975 г. Пол Аллен и Билл Гейтс (будущие основатели фирмы Мicrosoft) создали для компьютера “Альтаир” интерпретатор языка Ваsic, что позволило пользователям достаточно просто общаться с компьютером и легко писать для него программы. Это также способствовало популярности персональных компьютеров.


Слайд 15
Apple II – первый цветной 8-битный домашний компьютер

Apple II – первый цветной 8-битный домашний компьютер с графическим разрешением

с графическим разрешением 280х192 точки. Популярные в СССР компьютеры

«Правец» и «Агат» повторяли именно эту линейку.
Создатели Apple II Стефен Возняк и Стивен Джобс хорошо знали, что это – революция в компьютеростроении. Пластиковый корпус, цветной телевизор-дисплей, игровой порт и бытовой магнитофон в качестве «жесткого диска», да и цена $1298 очень и американцам и европейцам. Поэтому 1977 год многими по праву считается началом новой эры, поскольку как символизирует логотип Apple, запретный плод был надкушен…


Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как принимать антигриппин анви в капсулах инструкция по применению взрослым
  • Быховский лесхоз руководство
  • Нефроделин инструкция по применению цена отзывы аналоги таблетки
  • Руководство по настройкам samsung
  • Амоксицилиновая инструкция для ребенка 12 лет