Початком ери обчислювальної техніки прийнято рахувати 1946 рік, рік створення легендарного комп'ютера ENIAC, першої повномасштабної універсальної обчислювальної машини. ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) був побудований в університеті штату Пенсільванія. Творці найбільшого на той момент електронного пристрою використовували в нім понад 18 тис. електронних вакуумних трубок. Комп'ютер приголомшував уяву швидкістю обчислень: за одну секунду машина могла виконати 5000 операцій складання і 300 операцій множення, іншими словами, в 100, а то і в 1000 разів швидше за поширені у той час механічні і електромеханічні арифмометри.

Але ENIAC привертав увагу не лише що дивувала учених швидкістю обчислень, але і гнучким (хоча і обмеженим) апаратом запису обчислювальних алгоритмів - кажучи сучасною мовою, був програмованим пристроєм. (див. Додаток Б, мал. 14)

Завдяки цим своїм якостям ENIAC продемонстрував, що електронним обчислювальним пристроям під силу вирішення найважливіших завдань на зразок розробки водневої бомби; річ у тому, що дослідники Пенсільванського університету вели свої роботи ще з часів другої світової війни в рамках проекту військового відомства Project PX. Творцями ENIAC прийнято вважати Джона Маклі і Дж. Преспера Еккерта. Перший розробив архітектуру комп'ютера, другою втілив його ідею в життя.

Так, першими були американці, але це той окремий випадок, коли ми відстали від "них" зовсім на трохи. Мабуть, це і відставанням назвати не можна. Наші вчені приходять до ідеї цифрової електронної обчислювальної машини практично незалежно від західних і роблять абсолютно оригінальні розробки. Просто ідея ця дійсно носилася в повітрі. Енергетика, ядерна фізика, статистичні розрахунки, і в першу чергу військово-промисловий комплекс, постійно стикалися з необхідністю проводити складні розрахунки за мінімальний час.

Не випадково, що батьки-засновники радянської обчислювальної техніки, Сергій Олександрович Лебедев і Ісаак Семенович Брук починали свою наукову діяльність в електроенергетиці і кожен з них в процесі своєї роботи прийшов до створення якогось рахункового пристрою, що дозволяв хоч трохи полегшити утомливі розрахунки. У Брука в лабораторії Енергетичного інституту АН СРСР з 1939 року працював механічний інтегратор для вирішення диференціальних рівнянь, а Лебедев в 1945 році для аналогічних завдань створив електронну аналогову машину.

Справжня історія радянської обчислювальної техніки починається в 1948 році. У серпні цього року з'являється проект автоматичної цифрової обчислювальної машини, по суті перший в СРСР проект ЕОМ з жорстким програмним управлінням. Його авторами були Брук і його молодий колега Башир Іськандаровіч Рамєєв, в майбутньому творець легендарних радянських ЕОМ серії "Урал". Зараз проект зберігається в Політехнічному музеї, і відвідувачі можуть поглянути, як виглядав "Урал-1".

Проекту Брука - Рамєєва не призначено було втілитися в життя, але це була перша ластівка, офіційно запатентований винахід, і до лампового гіганта, що реально діє, в нашій країні залишалося зовсім небагато.

В кінці цього ж самого 1948 років Лебедев, у той час директор Інституту електротехніки АН України, починає роботу над малою електронною рахунковою машиною (МЕСМ), яка всього через два роки почала з успіхом вирішувати складні обчислювальні завдання. Продумувавши проект нової машини, Лебедев незалежно від Джона фон Неймана обґрунтовував принципи побудови ЕОМ з програмою, що зберігається в пам'яті. (див. Додаток В мал. 14)

По суті, 1948 рік поклав початок трьом основним радянським науковим школам у сфері обчислювальної техніки: школі Лебедева, що став основним ідеологом машин з високою швидкодією, школі Брука який займався розробкою малих ЕОМ, і школі Рамєєва, що управ, до кінця 60-х що очолював напрям, пов'язаний з обчислювальною технікою універсального призначення.

Проте 60 років тому, весною 1949 року, креслення найпершого радянського комп'ютера МЕСМ стали "вдягатися в залізо". Через півтора року, в січні 1951-го, урядова комісія підписала акт про прийняття цієї машини. Так з кібернетики було знято клеймо "продажної дівки імперіалізму". Запізнилися: західні конкуренти швидко йшли вперед, а "залізна завіса" прирекла радянські розробки на забуття. Принцип пристрою комп'ютера загального призначення практично не змінився з 1946 року, коли американець Джон фон Нейман (американський математик угорського походження, учасник Манхеттенського атомного проекту) опублікував статтю, в якій описав дизайн електронної машини. В історію це увійшло як "архітектура фон Неймана". Стаття ґрунтувалася на реальних комп'ютерах ENIAC і EDVAC, архітектура яких була розроблена в Університеті Пенсільванії Преспером Екертом і Джоном Мочлі в 1943-1947 роках. Одна з причин, чому "архітектура фон Неймана" не була названа іменами його розробників, полягє в тому, що проект ENIAC/EDVAC фінансувався армією США і був засекречений.

Машина фон Неймана була електронним пристроєм, що послідовно виконував прості команди, які воно прочитувало з пам'яті. Такою командою могло бути складання двох чисел, вимога переслати число з одного елементу пам'яті в іншу або вибрати, які команди виконувати далі. Власне, з тих пір мало що змінилося: все програмне забезпечення, наприклад, Windows -- це просто дуже довга послідовність таких команд. Величезні шафи з радіолампами 50-х або мініатюрний процесор в стільниковому телефоні XXI століття -- це за великим рахунком один і той же пристрій -- машина фон Неймана, тільки сучасні версії цього пристрою в мільярди разів швидші за свого прабатька.

Окрім прискорення роботи комп'ютерні дизайнери постійно винаходили трюки, що дозволяють скласти "цеглу" так, щоб виконати декілька операцій одночасно. Спочатку винайшли так звані конвеєрні процесори, в яких обробка кожної команди ділилася на простіші операції і робота над новою командою починалася, коли стара ще не закінчилася, подібно до заводського конвеєра при збірці автомобіля. Потім винайшли "суперскалярні процесори", в яких декілька команд, наприклад складання або порівняння чисел, витягувалися з пам'яті одночасно і оброблялися паралельно. Нарешті, для завдань типу розрахунку ядерних вибухів або прогнозу погоди придумали векторні процесори, які уміли однією командою оперувати сотнями чисел. "Батьком" першого радянського комп'ютера (як вже говорилося вище) став Сергій Олексійович Лебедєв з київського Інституту електротехніки -- на той час він вже був академіком АН УРСР. У 1947 році він набрав в свою лабораторію групу недавніх випускників київського політехнічного інституту і до весни 1949-го побудував "невеликий" комп'ютер розміром 60 квадратних метрів, який він назвав "Макет електронно-рахункової машини" (МЕРМ).

МЕРМ будувався в будівлі колишнього монастиря в передмісті Києва. Найбільшою проблемою був брак радіоламп -- їх потрібно було близько 6000, і більшість ламп приходили бракованими. Проте в 1951 році комп'ютер почав працювати: виконував завдання за розрахунком балістики ракет. Не дивлячись на те що швидкість комп'ютера була всього 50 операцій в секунду, він став одним з наймогутніших комп'ютерів в Європі (швидше були тільки у Великобританії).

Після успіху МЕРМ Лебедєв переїхав до Москви і незабаром став директором Інституту точної механіки і обчислювальної техніки (Нині Ітмівт РАН -- Інститут точної механіки і обчислювальної техніки імені С.А. Лебедєва Російської академії наук). Тут було створено декілька машин, найбільш відомою з яких стала БЕСМ-6, випущена в 1968 році. БЕСМ-6 використовувала принцип конвеєрного процесора і могла здійснювати до 1 млн. операцій в секунду. Проте в США на той час вже були машини, здатні робити 3 млн. операцій в секунду, а в 1969 році з'явився комп'ютер CDC 7600 компанії Control Data Corporation, що вже працював із швидкістю 10 млн. операцій в секунду.

І радянська, і американські машини як і раніше були величезними за розміром, кожна була купою шаф, але вже в 60-і роки стали з'являтися і міні-комп'ютери -- розміром із стіл.

Лебедєв конструював і суто військові ЕОМ -- для першої, ще експериментальної системи протиракетної оборони (ПРО).(див. Додаток В малюнок 15)

У 60-х роках радянські інженери створили декілька ліній комп'ютерів в Москві, Києві, Мінську, Єревані і Пензі. Всі ці машини були несумісні один з одним, і для кожної з них доводилося писати всі програми наново. Тому в 1967 році радянський уряд прийняв рішення скопіювати кращі зразки західних комп'ютерів, щоб потім запозичувати для них програмне забезпечення на Заході. Хоча експорт технологій із США в СРСР був обмежений, КДБ отримувало західні дизайни за допомогою радянських шпигунів в IBM, а також організовувало підставні компанії для покупки західних комп'ютерів через країни третього світу. В результаті утворилися два сімейства радянських комп'ютерів -- "великі" ЄС ЕОМ, скопійовані з IBM/360, і "малі" СМ ЕОМ, скопійовані з міні-комп'ютерів Hewlett-Packard і Digital Equipment. (див. Додаток В, малюнок 16)

У радянських програмістів з'явилися цілком працездатні і сумісні по програмному забезпеченню один з одним машини. Правда, що відставали від своїх американських попередників на 6-8 років.

Лебедєв зміг відстояти право на власні розробки і незадовго до своєї смерті в 1974 році ініціював проект суперкомп'ютера "Ельбрус" з суперскалярною архітектурою -- якраз для вирішення завдань протиракетної оборони.

На жаль, багато елементів "Ельбрусу" вже були в передових західних комп'ютерах від CDC і Burroughs, а сам комп'ютер не набув широкого поширення, хоч і використовувався, наприклад, в космічному Центрі управління польотами. Крім того, "Ельбрус" не був найшвидшим комп'ютером свого часу -- його перевершував американський векторний суперкомп'ютер Cray-1, випущений в 1976 році. Радянський уряд вирішив скопіювати Cray-1 маркою "Електроніка" СС БІС.

Цей проект був невдачею епічних масштабів -- комп'ютер запрацював тільки через 13 років після свого заокеанського брата. До 1991 року було випущено 4 екземпляри машини, які виявилися не потрібними абсолютно нікому.

У 1970 році японської компанії Busicom знадобився процесор для свого калькулятора, і вона замовила дизайн у молодої американської компанії Intel (див. Додаток В, малюнок 16). В результаті був створений перший в історії мікропроцесор - 4 бітовий Intel 4004. У 1974 році з'явився 8-бітовий Intel 8080, а потім ціла купа мікропроцесорів від Motorola, Texas Instruments і інших компаній. В результаті в кінці 70-х на жителів Заходу хлинула хвиля "персоналок". У відповідь на цей радянський уряд накупило в Японії устаткування, і радянські інженери із затримкою в 5 років скопіювали спочатку Intel 8080, а потім могутніший Intel 8086, на якому вже можна було будувати аналоги що набирає популярність IBM РС.

Але в середині 80-х радянська система надірвалася, скопіювати Intel 386 опинилося неможливо із-за застарілого устаткування, яке не дозволяло випускати процесори з такими ж маленькими транзисторами на кристалі мікросхеми, як у американців і японців. Одночасно в СРСР почався масовий імпорт "персоналок" із заходу і з Східної Азії. На радянських комп'ютерах був поставлений хрест - про них просто всі забули.[7]

3. Персональні комп'ютери майбутнього

Основою комп'ютерів майбутнього стануть не кремнієві транзистори, де передача інформації здійснюється електронами, а оптичні системи. Носієм інформації стануть фотони, тому що вони легші й швидші, ніж електрони. У результаті комп'ютер стане дешевшим і компактнішим. Але найголовнішим є те, що оптоелектронні обчислення виконуються набагато швидше, ніж застосовувані сьогодні, тому комп'ютер стане набагато продуктивнішим.

ПК буде малим за розмірами і матиме потужність сучасних суперкомп'ютерів. ПК стане сховищем інформації, що охоплює всі аспекти нашого повсякденного життя, він не буде прив'язаний до електричних мереж. Цей ПК буде захищений від злодіїв, завдяки біометричному сканерові, який впізнаватиме свого власника за відбитком пальця.

Основним способом спілкування з комп'ютером буде голос. Настільний комп'ютер перетвориться на стіл, який у свою чергу перетвориться на гігантський комп'ютерний екран -- інтерактивний фотонний дисплей. Клавіатура не знадобиться, адже всі дії можна буде здійснити дотиком пальця. Але для тих, хто віддає перевагу клавіатурі, у будь-який момент на екрані може бути створена віртуальна клавіатура і вилучена тоді, коли в ній не буде потреби.

Комп'ютер стане операційною системою вдома, і він почне реагувати на потреби господаря, знати його вподобання (приготувати каву о 7 годині, запустити улюблену музику, записати потрібну телепередачу, відрегулювати температуру й вологість і т. д.)

Твердий диск буде голографічним і чимось буде схожий на CD-ROM або DVD. Тобто це буде прозора обертова пластинка з записуючим лазером з одного боку і лазером, що зчитує, з іншого; обсяг збереженої інформації на такому диску сягатиме просто астрономічних величин -- кілька терабайт. При таких обсягах можна буде зберігати кожну дрібну деталь життя.

Процесор ПК майбутнього функціонуватиме за тими ж принципами, що й сьогодні. Але замість електронних мікропроцесорів, що є і мозком, і мускулами сучасного комп'ютера, процесор майбутнього матиме оптоелектронні інтегральні схеми (чіпи будуть використовувати кремній там, де потрібне переключення, і оптику для комунікацій). Це дасть величезний приріст у швидкодії й ефективності. Сьогоднішній комп'ютер витрачає занадто багато часу на очікування даних для обробки. Миттєвий оптичний зв'язок і пам'ять, що працює так само швидко, як і процесор, забезпечать безперервний потік даних до процесора для обробки. При передачі даних зі швидкістю, не обмеженою більше електронною передачею, можна буде досягти частот приблизно 100ГГц, тобто в 100 разів швидше, ніж сьогодні.

Процесор майбутнього може бути шестигранником, оточеним з усіх боків швидким кешем, так щоб необхідні дані могли бути отримані з найближчої частини кеша. Саме в такий спосіб і буде досягнута продуктивність сучасних супер-ЕОМ. При застосуванні оптичного зв'язку в комп'ютерних технологіях буде отриманий той самий ефект, що спостерігали в 1980 році, коли комп'ютери на базі 80286 мали пам'ять, що працює на частоті процесора. Швидкість шини пам'яті, та швидкість, з якою відбувається обмін даними між процесором і пам'яттю, дорівнювала частоті процесора (усього 8 МГц). Процесор одержував дані так само швидко, як міг їх обробити, у результаті процесор менше перебував у режимі очікування даних. Середній комп'ютер сьогодні має процесор 1000 МГц і шину 133 МГц. Незважаючи на різні технологічні вдосконалення, процесор все ще витрачає дві третини часу на очікування даних. Оптоелектроніка вирішить цю проблему. При належним чином розробленій Шині оптичної пам'яті швидкість вибірки даних із пам'яті буде знову прирівняна до частоти процесора. Звичайно, це вимагатиме більш швидкої обробки даних у пам'яті і, відповідно, іншої архітектури пам'яті, яка, на щастя, вже є або незабаром з'явиться. Великий кеш над швидкої енергонезалежної магнітної RAM (пам'ять з довільним доступом) міститиме дані, що терміново потрібні процесору. Для нового швидкого кеша доведеться позбутися неефективності сьогоднішньої синхронної динамічної пам'яті, що потребує постійного оновлення. Неефективність кеша сьогодні така, що дві третини часу йде на процеси оновлення (таким чином, його реальна продуктивність у три рази менша). Напівпровідникова технологія майбутнього ґрунтуватиметься не на кремнієвій пам'яті, а на магнітній пам'яті в молекулярному масштабі. Через те що дрібні елементи будуть намагнічені для представлення нулів і розмагнічені для представлення одиниць, інформація може бути легко і швидко оновлена простим електричним сигналом. Весь процес буде набагато швидшим, ніж той, що ми маємо сьогодні, і буде цілком реально задовольняти вимоги процесора, який працює на частоті 100 ГГц.

Основна пам'ять комп'ютера буде повністю оптичною, фактично голографічною. Голографічна пам'ять має тривимірну природу, і можна ешелонувати будь-яку кількість площин пам'яті в прямокутне тверде тіло. Обсяг чіпа в 256 ГБ б реальною перспективою. Комп'ютер майбутнього буде практично незалежний від джерел електроживлення. Одна з найбільших переваг фотонних ланцюгів -- украй мале енергоспоживання. Невелика, але довга, подібна на стержень літієва батарея, вигнуга в тороїд і встановлена в комп'ютер, функціонуватиме два тижні. А підзарядити її можна буде так само легко, як сьогодні підзарядити стільникові телефони. Розмір екрана не відіграватиме ніякої ролі в комп'ютерах майбутнього. Він може бути великим, як ваш робочий стіл, або маленьким. Великі варіанти комп'ютерних екранів ґрунтуватимуться на рідких кристалах, збуджуваних фотонним способом, що матимуть набагато нижче енергоспоживання, ніж сьогоднішні LCD-монітори. Кольори будуть яскравими, а зображення точними (це можуть бути плазмові дисплеї). Фактично сьогоднішня концепція "дозвільної спроможності" буде значною мірою атрофована. [9]

Висновки

Неможливо точно сказати х тож першим винайшов комп'ютер. Проте Леонардо да Вінчі все ж таки вважається першим хто розробив ЄОМ. Вже після смерті Леонардо да Вінчі світові пред'явив свій винахід Вільгельм Жиккард. А після нього Блез Паскаль та Готфрід Вільгельм фон Лейбніц.

ЕОМ за багато століть пройшли декілька етапів розвитку. Та ці етапи діляться на декілька поколінь:

Перше покоління: гігантські машини на електронних лампах 50-х років.

Друге покоління комп'ютерів з'явилося на початку 60-х років, коли на зміну електронним лампам прийшли транзистори. Винайдені 1948 р.

Поява інтегрованих схем започаткувала новий етап розвитку обчислювальної техніки -- народження машин третього покоління. Інтегрована схема, яку також називають кристалом, являє собою мініатюрну електронну схему, витравлену на поверхні кремнієвого кристала площею приблизно 10 мм2. Перші інтегровані схеми (ІС) з'явилися 1964 року

Четверте покоління -- ЕОМ на великих інтегрованих схемах.

Нині створюються та розвиваються ЕОМ п'ятого покоління -- ЕОМ на надвеликих інтегрованих схемах. Ці ЕОМ використовують нові рішення у архітектурі комп'ютерної системи та принципи штучного інтелекту.

Проте і на цьому людство не зупиняє розвиток ЕОМ. В майбутньому це будуть ще більш вдосконалені машини, ще більш швидкі, ще більш зручні у використанні та будуть дивувати нас своїми можливостями.

Список використаної літератури

1. Журнал "інформатика", листопад, 2002 №41. 185 с.

2. Журнал "інформатика", листопад, 2002 №37. 185 с.

3. Знакомьтесь компьютер; Пер. с англ. К. Г. Батаева; Под ред. и с пред. В. М. Курочкина -- Москва : Мир, 1989. -- 240 с., ил. ISBN 5-03-001147-1

4. Інформатика: Навч. посібн. для 10-11 кл. середн . загальноосвітн. шкіл / І. Т. Зарецька, Б. Г. Колодяжний, А. М. Гуржій, О. Ю. Соколов. - К.: Форум, 2001. - 496 с. : іл.

5. Інформатика: екперим. Підручник для 10 кл. / Під редак. М. В. Морзе. - К. : Вид. Корбуш, 2008. - 592 с. : іл.

6. Язык компьютера; Пер. с англ. С. Е. Морковина и В. М. Ходукина; Под ред. и с пред. В. М. Курочкина -- М.: Мир, 1989. -- 240 с., ил.

7. community.livejournal.com

8. referats.net.ua

9. ua.textreferat.com

10. uk.wikibooks.org

11. wikipedia.org

Додаток А

Додаток Б

Додаток В

Додаток Д

Додаток Е

Всі частини комп'ютера мають довгу історію та можливості про, які колись можна було лише помріяти. Все частіше користувачі вибирають менш потужний комп'ютер, але за допомогою якого вони зможуть отримати доступ до інтернету з будь-якого місця та отримати необхідну їм мобільність під час роботи на комп'ютері. Саме тому популярність ноутбуків росте з кожним днем.

10 років тому комп'ютери (а особливо ноутбуки) вважались розвагою для багатих) про ноутбуки того часу більшість людей знала з преси ніж мала з ними справу. Які технічні характеристики ноутбуків з 1998 року (процесор 233 MHz, 32 MB оперативної пам'яті, вінчестер на 2 GB), що смієтесь із таких потужних компів?. Комп'ютер того часу характеризувались нестабільною роботою та складним обслуговуванням. Ціна була високою - комп'ютер з монітором коштував 8000 грн. , а дешевий ноутбук всього лише 20 000 грн. (ціни досить високі, зважаючи, що долар тоді коштував не більше 4 грн. Це бела ера людей, що вміли збирати ці дивні машини. Стандартні конфігурації можна було придбати лише у великих магазинах із технікою.

Сьогодні стаціонарний комп'ютер купляємо у вигляді готового комплекту в магазині або через інтернет. Мало нас цікавлять технічні характеристики, більше звертаємо увагу на ціну ноутбука. А для чого переплачувати, якщо уже від 4000 грн. можна придбати стаціонарний ПК із процесором Intel Core 2 Duo, 2 GB оперативної пам'яті та вінчестером на 400 GB. Ноутбуки отримали сильного конкурента.

Дисководи

1998 рік це час появи перших дисководів, що читали диски DVD, а на той час всі ПК були із стандартними дисководами CD-ROM працюючими зі швидкістю 32x. Загрозливою була ціна дисководів DVD-ROM коштував від 1600 до 3000 грн., а для перегляду фільмів DVD в комп'ютер треба було вмонтувати додаткову карту для перекодування формату MPEG-2 - процесори тих часів не могли справитись із таким складним завданням. На ринку появились перші пишучі дисководи CD, що працювали із швидкістю від x2 x4 - коштували від 4000 грн.

Сьогодні комп'ютерні диски (болванки) практично зникли із магазинів, бо дозволяють записати лише 650 MB даних, тобто 15 процентів вмісту диску DVD. Кожен новий комп'ютер має пишучий дисковод DVD - система двошарового запису дозволяє записати до 8 GB даних. Не дорогі також самі диски DVD-RW. Завдяки такій доступній ціні можна зберігати на дисках фільми, музику, фото та дані. А на порозі уже нова технологія запису даних на дисках під назвою Blu-ray - дозволяє записувати від 25 до 50 GB даних.

Вінчестери

Протягом 20 років працюють у сфері запису та зберігання даних. У 1998 році 12-гіговий вінт ATA33 коштував всього лише 2500 грн. У світі без емпетрійок, фільмів DivX та операційних систем по 30 GB поверхні такий вінчестер гарантував, що місця нам вистарчить надовго.

Протягом 10 років поверхня вінчестерів збільшилась у 100 раз. Сьогодні вінчестер розміром 1,2 терабайта (1200 гігабітів) можна придбати за 900 грн. Покращено систему трансферу даних: завдяки магістралі SATA вінчестер пересилає дані зі швидкістю 100 мегабайт на секунду. Не змінено методу для скорочення часу доступу до даних, який становить близько 10 мілісекунд. Поширились також 2,5-дюймові зовнішні переносні вінчестери - завдяки яким можна у кишені переносити велику кількість даних (на фото, справа). Нещодавно придумали диски SSD, які працюють за принципом пам'яті flash, але їх ціна ще висока (від 1500 грн за 64 GB), дуже часто використовуються у лептопах.

Страницы: 1, 2, 3