История информатики

Hasaplaýyş tehnikasynyň

ösüş taryhy

Усовершенствованный арифмометр использовался для расчетов в различных организациях до 70 годов ХХ столетия

• Автоматическое выполнение операций («мельница»)
• Для хранения данных используется память («склад»)
• Программа вводится «на ходу»
• Построена в 1960-х годах по чертежам Ч. Бэббиджа.

Первые вычислительные машины

в ХХ веке

Они были аналоговыми и работали на основе новой техники начала века - электромеханических реле.

Эти машины проводили непрерывные измерения каких-либо величин, например, напряжения электрического тока, и с помощью определенных математических формул выдавали результат обычно в виде разных графиков и диаграмм.

Позже появились цифровые ЭВМ. Сейчас почти все компьютеры в мире являются цифровыми. Принцип их действия основан на счете чисел и использует для счета только два состояния электрического тока: включено и выключено, которые соответствуют цифрам 0 и 1, с которыми и работает непосредственно “мозг” компьютера.

«Цифровые» часы

«Аналоговые» часы

1919 - Энигма

Энигма – разработанная в Германии шифровальная машина, которая использовалась немецкими войсками в период Второй Мировой войны.

В 20-30е годы ХХ века в разных странах (Германии, СССР, Англии) было создано много аналоговых вычислительных машин. Но все они были довольно громоздки и могли выполнять только ограниченное число задач.

Во время Второй мировой войны по заказу военных ведомств в разных странах усиленно велись разработки более эффективных счетных машин. Они нужны были в первую очередь артиллеристам для расчета правильности и дальности полета снарядов. Компьютеры требовались также и секретным службам для составления всевозможных шифров и кодов.

1941 – Z3

Немецкий ученый Конрад Цузе (1910 – 1995). создал первый автоматический программируемый цифровой компьютер Z3, работающий на основе электрических реле и выполнял 3-4 сложения в секунду.. Всего было использовано 2600 реле. Это машина в основном использовалась для шифровки донесений.

Единственная модель уничтожена во время воздушного налета в 1944 г. На снимке машина Z3 из Немецкого музея в Мюнхене, реконструированная в 1960 г.

После войны Цузе создал в Германии компьютерную компанию Zuse KG, которая успешно работала многие годы.

«Колосс»-1943г.

• спроектирован членом Британского королевского общества профессором Максом Ньюменом (1897...1985)
• построенный кавалером ордена Британской империи Т.X. Флауэрзом.
• использовался для расшифровки кодов немецкой шифровальной машины «Энигма» и Z3
• 1500-ламп.
• «Колосс» был рассекречен лишь 25 октября 1975 г.

«Маrk-I» (1944)

• Разработчик – Говард Айкен (1900-1973)
• ABŞ ilkinji awtomat kompýuteri:

• Uzynlygy 17 m, agramy 5 tonna 75 000 elektron lampaly 3000 механических реле köpeltmek – 3 sekumtda, bölmek – 12 sekunt
• Uzynlygy 17 m, agramy 5 tonna
• 75 000 elektron lampaly
• 3000 механических реле
• köpeltmek – 3 sekumtda, bölmek – 12 sekunt

«Маrk-I» (1944)

Maglumatlar kagyz lentasynda saklanýar

Bu bolsa programmasy

Поколения компьютеров

• I nesli (1946 - 1960)

• Elektron wakum-lampaly
• Elektron wakum-lampaly
• II nesli (1955 - 1965) tranzistorly
• tranzistorly
• III nesli (1965 - 1980) Integral mikroshemaly
• Integral mikroshemaly
• IV поколение (1980 - …) большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС и СБИС)
• большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС и СБИС)

Kompýuteriň I nesli

      1946-njy ýylda döredilip ol kompýuteriň aýratynlygy wakum-lampaly tehnologiýada işleýänligidir. Berlenleri girizmek we çykarmak üçin perfolentadan we perfokartadan peýdalanylypdyrlar. Kompýuteriň bu nesli howa maglumatyny anyklamakda, energetiki meseleleri çözmekde şeýle hem goranmak ulgamynda peýdalanylypdyr . 

1942-nji ýylda Pensilwan uniwersitetiniň Mura elektrotehnika mekdebinde professor Jon Mauçli ilkinji EHM –niň proektini hödürleýär. Oňa ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) diýip at berýärler. Entek ABŞ-niň Goranmak gullugynyň Ballistiki barlag laboratoriýasy gyzyklanýança 1 ýyla golaý proerkt heretsiz ýatýar. 1943-nji ýylda Mauçliniň we Ekkertiň ýolbaşçylygynda ilkinji kompýuteri (ENIAC) döretmekligiň üstünde işläp başlaýarlar, maşynyň gözden geçirilişi 1946-njy ýylyň Fewral aýynyň 15-ne geçirilýär. 

«ЭНИАК» (1946)

• Разработчики – Джон Моучли и Преспер Эккерт
• Первый компьютер общего назначения на электронных лампах:

• длина 26 м, вес 35 тонн сложение – 1/5000 сек, деление – 1/300 сек десятичная система счисления 10-разрядные числа проблема – сложность ввода программ…
• длина 26 м, вес 35 тонн
• сложение – 1/5000 сек, деление – 1/300 сек
• десятичная система счисления
• 10-разрядные числа
• проблема – сложность ввода программ…

ЭНИАК (1946)

Electronic Numerical Integrator And Computer

Дж. Моучли и П. Эккерт

Первый компьютер общего назначения на электронных лампах:

• длина 26 м, вес 35 тонн сложение – 1/5000 сек, деление – 1/300 сек десятичная система счисления 10-разрядные числа
• длина 26 м, вес 35 тонн
• сложение – 1/5000 сек, деление – 1/300 сек
• десятичная система счисления
• 10-разрядные числа

Компьютеры С.А. Лебедева

Здание в Феофании (сейчас это один из районов г. Киева),

в котором размещалась

лаборатория

С.А. Лебедева

1950. МЭСМ – малая электронно-счетная машина

6 000 электронных ламп

3 000 операций в секунду

двоичная система

1952. БЭСМ – большая электронно-счетная машина (С.А.Лебедев, г.Москва)

• 5 000 электронных ламп 10 000 операций в секунду
• 5 000 электронных ламп
• 10 000 операций в секунду

Ламповая вычислительная машина "КИЕВ" 1956 год

ЭВМ "КИЕВ" стала первой в Европе машиной с адресным языком программирования, а также первой системой цифровой обработки изображений и моделирования примитивных интеллектуальных процессов. К ней были подключены два оригинальных периферийных устройства, которые позволили моделировать на ЭВМ простейшие алгоритмы обучения распознаванию образов и обучению целенаправленному поведению: устройство для ввода изображений с бумажного носителя или фотопленки и устройство вывода изображений из ЭВМ.

II поколение (1955-1965)

1953-1955. IBM 604, IBM 608, IBM 702

1965-1966. БЭСМ-6

• 60 000 транзисторов 200 000 диодов 1 млн. операций в секунду память – магнитная лента, магнитный барабан работали дл 90-х гг.
• 60 000 транзисторов
• 200 000 диодов
• 1 млн. операций в секунду
• память – магнитная лента, магнитный барабан
• работали дл 90-х гг.

Первое поколение ЭВМ (1945-1955)

• на электронных лампах
• быстродействие 10-20 тысяч операций в секунду
• каждая машина имеет свой язык
• нет операционных систем
• ввод и вывод: перфоленты, перфокарты, магнитные ленты
• огромные размеры
• стоимость несколько млн.$

Второе поколение ЭВМ (1955-1965)

• на полупроводниковых элементах – транзисторах
• быстродействие 10-200 тыс. операций в секунду
• первые операционные системы
• первые языки программирования: Фортран (1957), Алгол (1959)
• средства хранения информации:

магнитные барабаны,

магнитные диски

Второе поколение ЭВМ (1955-1965)

• 1953-1955. IBM 604, IBM 608, IBM 702
• 1965-1966. БЭСМ-6

• 60 000 транзисторов 200 000 диодов 1 млн. операций в секунду память – магнитная лента, магнитный барабан
• 60 000 транзисторов
• 200 000 диодов
• 1 млн. операций в секунду
• память – магнитная лента, магнитный барабан

Kompýuteriň III nesli

      1964-nji ýylda döredilip integral shemasy esasynda işleýär. Bu nesliň döremegi bilen ýady, kompýuteriň gurluşlaryny dolandyrýan Operasion ulgam hem döredilýär. 60-njy ýyllaryň başlarynda IBM firmasy mini-kompýuterleri döredip satuwa çykardy. 1971-nji ýylda garaşylmadyk ýagdaýda ilkinji mikroprosessory döredip uly açyş edýär. 

Третье поколение ЭВМ (1965-1980)

на интегральных микросхемах

• быстродействие до 1 млн. операций в секунду
• оперативная памяти – сотни тысяч байт
• операционные системы – управление памятью, устройствами, временем процессора
• языки программирования Бэйсик (1965), Паскаль (1970, Н. Вирт ), Си (1972, Д. Ритчи )
• совместимость программ

Четвертое поколение ЭВМ (1970-…)

• компьютеры на больших и сверхбольших интегральных схемах (БИС, СБИС)
• персональные компьютеры
• появление пользователей-непрофессионалов, необходимость «дружественного» интерфейса
• быстродействие более 1 млрд. операций в секунду
• оперативная памяти – до нескольких гигабайт
• многопроцессорные системы
• компьютерные сети
• возможности мультимедиа (графика, анимация, звук)

Kompýuteriň IV nesli

       1975-nji ýylda uly integral shemalar esasynda döredilýär. Kompýuteriň bu nesline degişliler işleýiş çaltlygy ýokary, ýadynyň göwrümi birnäçe Megebaýtdyr. 80-nji ýyllaryň ahyrlarynda kompýuteriň 2 görnüşi: birnäçe prosessorly superkompýuterler hem-de personal kompýuterler ulanylyp başlanyldy. 

Характеристика различных поколений ЭВМ

Характе-ристика

Годы приме-нения

1 поколение

2 поколение

1946-1960

Основной элемент

1960-1964

Электрон-ная лампа

3 поколение

Быстро-действие

Носитель информа-ции

4 поколение

1964-1970

Транзи-стор

1000 оп/сек

Перфо-карты

Интеграль-ная схема (ИС)

100000 оп/сек

1970-…

10000000 оп/сек

Магнит-ные ленты

Большая ИС (БИС)

10 10

Магнит-ные диски

оп/сек

ГМД, CD, DVD, флеш

Суперкомпьютеры

• 1972. «ILLIAC-IV» (США)

• 20 млн. операций в секунду многопроцессорная система
• 20 млн. операций в секунду
• многопроцессорная система
• 1976. «Cray-1» (США) 166 млн. операций в секунду память 8 Мб векторные вычисления
• 166 млн. операций в секунду
• память 8 Мб
• векторные вычисления
• 1980. «Эльбрус-1» (СССР) 15 млн. операций в секунду память 64 Мб
• 15 млн. операций в секунду
• память 64 Мб
• 1985. «Эльбрус-2» (СССР) 8 процессоров 125 млн. операций в секунду память 144 Мб водяное охлаждение
• 8 процессоров
• 125 млн. операций в секунду
• память 144 Мб
• водяное охлаждение

Суперкомпьютеры

• 1985. «Cray-2»

• 2 млрд. операций в секунду
• 2 млрд. операций в секунду
• 1989. «Cray-3» 5 млрд. операций в секунду
• 5 млрд. операций в секунду
• 1995. «GRAPE-4» (Япония) 1692 процессора 1,08 трлн. операций в секунду
• 1692 процессора
• 1,08 трлн. операций в секунду

• 2002. «Earth Simulator» (NEC) 5120 процессоров 36 трлн. операций в секунду
• 5120 процессоров
• 36 трлн. операций в секунду

• 2005. «BlueGene/L» (IBM) 131 072 процессора 280 трлн. операций в секунду
• 131 072 процессора
• 280 трлн. операций в секунду

Первый микрокомпьютер

• 1974. Микрокомпьютер «Альтаир-8800» ( Э. Робертс )

• 1975. Б. Гейтс и П. Аллен написали транслятор языка Бейсик для «Альтаира»

Компьютеры IBM PC

1. Монитор

2. Материнская плата

3. Процессор

4. ОЗУ

5. Карты расширения

6. Блок питания

7. Дисковод CD, DVD

8. Винчестер

9. Клавиатура

10. Мышь

Принцип открытой архитектуры

• Компьютер собирается из отдельных частей как конструктор.
• Способы соединения этих частей и обмена информацией доступны всем желающим.
• Много сторонних производителей дополнительных устройств.
• Каждый пользователь может собрать компьютер, соответствующий его личным требованиям.

Metallarda erkin elektronlaryň bardygyny L. I. Mandelştam we N. D. Papaleksi (1913ý.),

B. Stýuart we R.Tolmen (1916 ý.) tejribede subut etdiler.