IT История

История появления ЭВМ и персональных компьютеров насчитывает всего несколько десятилетий. Предыдущий период использования вычислительной технике относится к эпохе применения средств, созданных на механическом и электромеханическом принципе действия.

В 1833 г. кембриджский математик Чарльз Бэббидж (1792-1871 гг.) разработал универсальную автоматическую машину для любых вычислений названную «аналитической». Первым программистом первого компьютера была Ада-Августа Лавлейс (1815-1852 гг.), дочь поэта Байрона и ученица великого английского математика Бэббиджа. Впоследствии, в честь ее имени был назван один из языков программирования. Машина была механической, счет велся с помощью шестерен. Более 70-ти лет, сначала сам Бэббидж, а затем его сын строили машину до 1910г. Ч. Бэббидж заложил первые идеи современного компьютера.

Он изобрёл эффективный способ сложения чисел по схеме со сквозным переносом, создал новые перфокарты в качестве постоянных носителей информации, предложил принцип функционирования универсальной  вычислительной машины для расчетов в самых разных областях, сформулировал принципы условных переходов по результатам вычислений, предложил использовать устройства печати результатов по окончанию расчетов. Все эти принципы сохранились и в современных ЭВМ. Английский математик намного опередил свое время, но только через 100 лет предложения Ч. Бэббиджа были реализованы в полной мере.

В своей машине Ч. Бэббидж предполагал выполнять операции алгебраического сложения (сложения и вычитание принято называть алгебраическим сложением) за 1 с, а операцию умножения за 1 мин. Быстродействие машины Бэббиджа - 1 операция в секунду, или 1 оп/с - принято считать отправной вехой истории вычислительных машин механического типа.

В 1819г. Бэббидж приступил к строительству своей машины, в 1833 г. закончил основную конструкцию, а затем  до конца жизни совершенствовал ее узлы. Эра механизмов и механических машин для вычислений продолжалась до 1944. Тогда же появились и другие счетные механические машины, но фундаментального влияния на развитие вычислительной техники они не оказали.

В XX в. нарастающими темпами в жизнь человечества внедрялось электричество. В 1933 г. Дж. Комри сконструировал первую счетно-аналитическую электромеханическую машину для вычислений. Однако первой признанной электромеханической машиной стала изобретенная Говардом Айкеном машина с названием «Марк-1». Математик из Гарвардского университета (США) воплотил большую часть идей Ч. Бэббиджа.

Машина складывала числа с точностью до 23 знаков после запятой за 0.3 с; умножила за 5.7 с; делила за 15.3с; имела память для 132 чисел. Однако эра механических машин заканчивала свой временной исторический отрезок. Как далёкие предки электронно-вычислительных машин, так и первые машины, еще далеко не ПК, они создавались, по существу, для нескольких целей — для расчётов в математике (таблицы логарифмов), для моделированных физических процессов и явлений, для различных расчётов в реальной повседневной практической деятельности. Однако, в таких фундаментальны науках или областях знания как экономика, этот принцип реализовывался каждый раз по-своему.

В 1831 г. Джозеф Генри (США) и Сальваторе День Негро (Италия) создали электромагнитное реле. В 1887 г. Герман Холлерит (США) изобрел электромеханический табулятор с вводом чисел с помощью перфокарт. Примерно с этого же времени табуляторы, и другие сопутствующие устройства стали широко применятся в бухгалтерском учете. К 1930 г. общее число счетно-аналитических комплексов, установленных в США и других странах, достигло 6-8 тыс. штук, что, естественно потребовало развития индустрии для изготовления подобных устройств. В 1934-1936 гг. немецкий инженер Конрад Цузе пришёл к идее создание универсальной вычислительной машины с программным управление и хранением информации в запоминающем устройстве. Он сконструировал машину Z-3 - первую программно управляемую вычислительную машину.

Начало электронного этапа датируется временем изобретения Т.Эдисоном первой электронной лампы - диод. Затем Ли де Форест поместили третий электрод, и появилась трех-электродная лампа - триод. На основе триодов уже можно было создавать электронные быстродействующие реле триггеры - основные элементы ЭВМ.

Существенными недостатками ламповых реализаций ЭВМ были низкая экономичность, электронные лампы потребляли много энергии и выделяли много тепла, а также занимали большой объем и, самое главное, были не надежными. Выход из строя всего одной из нескольких тысяч ламп мог полностью остановить работу ЭВМ. В 1947 г. У. Шоркли, Дж. Бардин и У. Бреттейн изобрели принципиально новое электронное устройство - транзистор. Это изобретение было лишено большинства недостатков электронных ламп и позволило сконструировать первую мини-ЭВМ. Новые типовые узлы и модули почти на порядок уменьшили размеры компьютеров.

В 40-х и 50-х годах компьютеры создавались на основе электронных ламп. Поэтому компьютеры были громоздкими (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 был созданы и значительно более компактные внешние устройства для компьютеров, что позволило фирме Digital Equipment выпустить в 1965 г. первый мини-компьютер PDP-8 размером с холодильник и стоимостью всего 20 тыс. дол. (компьютеры 40-х и 50-х годов обычно стоили миллионы дол.).

После появления транзисторов наиболее трудоёмкой операцией при производстве компьютеров было соединение и спайка транзисторов для создания электронных схем. Но в 1959 г. Роберт Нойс (будущий основатель фирмы Intel) изобрел способ, позволяющий создавать на одной пластине кремния транзисторы и все необходимые соединения между ними. Полученные электронные схемы стали называться интегральными схемами, или чипами. В 1968 г. фирма Burroughs выпустила первый компьютер на интегральных схемах, а 1970 фирма Intel начала продавать интегральные схемы памяти. В дальнейшем количество транзисторов, которое удавалось разместить на единицу площади интегральной схемы, увеличивалось приблизительно вдвое каждый год.