Первые электромеханические цифровые компьютеры кратко
Обновлено: 07.07.2024
В конце 1880-х годов ученым Германом Холлеритом (США) была создана вычислительная машина для автоматической обработки данных. В такой машине данные, которые были нанесены на перфорированные карты, считывались с помощью электричества, и производилась механическая сортировка для распределения таких перфорированных карт в зависимости от местоположения пробоев. Такой табулятор стали использовать для автоматической обработки результатов переписи населения в некоторых городах и даже государствах. На сегодняшний день эта машина – 80-колонная перфокарта Холлерита значительно не модернизировалась.
Спустя 8 лет была основана компания по реализации табуляторов Холлерита, в дальнейшем ставшая одной из четырех компаний, которые образовали международную корпорацию IBM. Вплоть до конца 80-х годов ХХ столетия на всех вычислительных машинах любого типа применялись такие табуляторы, которые использовались для автоматической обработки данных, нанесенных на перфорированные карты, и получения результатов простых и сложных вычислений на бумажных носителях.
С наибольшей эффективностью такой табулятор производит операции сложения и вычитания. Для выполнения операции произведения машина использует метод многократного сложения, для деления - метод многократного вычитания. В Советском Союзе был организован выпуск машин, которые использовались для автоматической обработки цифровых и алфавитно-цифровых данных.
Эволюция электромеханических компьютеров
В начале прошлого века ученые задумались над использованием электромагнитных реле в вычислительных машинах. В 1936 году конструктором Конрадом Цузе (Германия) была создана вычислительная машина, функционирующая на электромагнитных релейных устройствах. Работы над созданием данной машины проводились на протяжении трех лет, после чего была создана первая механическая вычислительная машина, базирующая на использовании двоичной системы вычисления, формы представления чисел с относительной точностью (плавающей запятой), трехадресной системы программирования и перфорированных карт. В дальнейшем в качестве основного электронного компонента ученым было решено использовать реле, находившие в то время широкое применение во многих сферах техники. Позже Конрадом Цузе была создана вычислительная машина Z1 на 16 машинных слов, а затем и машина Z2.
Готовые работы на аналогичную тему
Рисунок 1. Модель вычислительной машины Z1. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В 1941 году была создана получившая наибольшее распространение машина модели Z3 – ВМ с программным модульным управлением. Данная машина была реализована как релейная машина с двоичным кодом и памятью более 6400 разрядных чисел с плавающей запятой: из которых 7 разрядов - для порядка и 15 - для дробной части логарифма числа (называемой мантиссой). В блоке арифметики применялись параллельные логические вычисления, ввод входных данных производился посредством десятичной клавиатуры. Также в данной модели предполагался и цифровой вывод, автоматическая трансформация десятичных чисел в двоичные и наоборот. Общее время выполнения операции сложения составляло не более 0,3 секунды.
Все три эти машины были разрушены во время военных действий Второй Мировой Войны. После их окончания Цузе сконструировал следующие машины Z4 и Z5.
Конрад Цузе в 1945 году изобрел один из первых алгоритмических языков PLANKALKUL (перев. англ. "исчисление планов"). Данный язык можно назвать машинно-ориентированным, но в некоторых моментах по своему функционалу он превосходил даже уже существующие языки программирования, которые были ориентированы исключительно на работу с числовыми символами.
- Машины были скорее электромеханические, чем электронные;
- Отсутствовала возможность хранения программ и данных в памяти машины.
Немного позже в Великобритании начала функционировать первая ЭВМ (базирующаяся на реле), применяемая для расшифровки данных, передававшихся немецким кодированным передатчиком. Уже ко второй половине XX века потребность в автоматизации всех видов вычислений резко возросла, и что над изобретением машин типа "Марк-1" трудилось большое количество групп ученых в разных уголках мира.
В 1937 году американским ученым Дж. Атанасовым были начаты работы по созданию первой в истории ЭВМ. Такая вычислительная машина создавалась для решения задач матфизики. Дж. Атанасов были изобретены (и получены на них патенты) первые электронные устройства, которые в дальнейшем получили широкое распространение в компьютерной технике. Стоит отметить, что не все этапы проекта Атанасова были закончены, но все-таки спустя 30 лет в мире признали, что именно Дж. Атанасов стоял у истоков электронной вычислительной техники.
Применение и история создания электромагнитных реле
Реле представляет собой электроаппарат, который применяется для переключения (иначе говоря коммутации) гальванических цепей при определенных изменениях любых входных параметров.
Релейные элементы достаточно широко применяются в системах управления и автоматики, т.к. они могут быть использованы для:
- управления значительными мощностями на выходе при маломощных сигналах на входе;
- выполнения различных логических операций;
- создания релейных устройств для выполнения широкого спектра функций;
- переключения гальванических устройств;
- фиксации отклонений контролируемого параметра от заданного значения;
- выполнения функции запоминающей ячейки и т. п.
Электронно-вычислительные машины прочно вошли во все сферы жизнедеятельности современного общества. К своему высокотехнологичному состоянию средства вычислительной техники шли путем долгой эволюции. Кратко об истории развития вычислительной техники можно прочесть в данной статье.
История развития вычислительной техники
Информатика как наука, включает в себя много направлений, в том числе и раздел, связанный с изучением вычислительной техники. История развития вычислительной техники насчитывает тысячи лет, с момента возникновения первых счетных палочек до современных высокотехнологичных компьютерных средств.
Первые приспособления для счета
Первыми устройствами для выполнения простых арифметических операций, известными исторической науке, были счеты. Так, среди культурных артефактов древнего мира – Египта, Вавилона, Греции, Рима, Китая можно найти специальный предмет, предназначенный для счета – абак. Абак представляет собой доску, на которой в специальных углублениях расположены небольшие камни. Современные варианты счетов, в виде бусин, нанизанных на проволоку, используются, и посей день для выполнения операций сложения и вычитания.
Рис. 1. Абак — приспособление для счета.
Для более сложных операций, таких как умножение, деление, возведение в степень, вычисление корней и логарифмов, были придуманы различные приспособления. Это логарифмические линейки и таблицы. Логарифмическая линейка была изобретена в 1622 году англичанином Уильямом Отредом, а первая таблица появилась в 1614 году и содержала значения тригонометрических функций.
Механические устройства для вычислений
Рис. 2. Арифмометр.
Итогом механического периода вычислительных приборов стала разработка английского ученого Чарльза Беббиджа, ставшая прообразом современного компьютера. Задумка аналитической машины, представляла собой проект вычислительного устройства общего назначения, в котором в качестве носителя информации использовались перфокарты. Эта машина, хоть и не была построена при жизни ученого, послужила примером для создания современных компьютеров.
Следующей вехой в развитии вычислительных комплексов явилось использование электромеханических устройств. Первым представителем семейства электромеханических машин стал табулятор Холлерита, разработанный в 1887 г, позволявший автоматизировать и ускорить обработку статистической информации.
Программируемые вычислители
Результатом эволюции вычислительных устройств явилось создание электронной вычислительной машины в том виде, в котором мы привыкли ее сейчас видеть. Однако и ЭВМ прошли несколько этапов развития, связанных в первую очередь, с развитием электронной элементной базы:
К первому поколению вычислительных устройств , базирующемуся на лампах можно отнести ENIAC ( США, 1946 г.), ЭВМ БСЭМ-2 (СССР, 1949 г.). Эти машины позволяли производить до 20 тысяч операций в секунду и в качестве устройства ввода использовали перфокарты. Огромные габариты и энергопотребление таких устройств обусловлено особенностями используемой элементной базы.
Самый первый компьютер под названием ENIAC, созданный в 1946 году имел массу более двадцати тонн и занимал огромное помещение площадью порядка 150 квадратных метров.
Рис. 2. ENIAC — первый компьютер на электронных лампах.
Следующий этап развития ЭВМ связан с изобретением полупроводникового транзистора — компактного и экономичного аналога электронной лампы. Быстродействие подобных устройств увеличилось уже до сотен тысяч операций в секунду, а их габариты и энергопотребление значительно снизилось. Что привело к более широкому распространению ЭВМ и упрощению взаимодействия с пользователем. Одним из представителей семейства полупроводниковых машин является ЭВМ БСЭМ-6 (СССР, 1959 г.)
Объединение транзисторных схем в отдельные интегральные микросхемы (ИМС) дало толчок третьему поколению компьютеров. Для этого этапа характерно дальнейшее увеличение производительности и снижение стоимости производства и эксплуатации. А также появление различных периферийных устройств, таких как накопители на магнитных дисках, дисплеи, графопостроители. Среди машин третьего поколения можно выделить IBM-360 (США) и ЕС ЭВМ (СССР).
В настоящее время все компьютеры относятся к четвертому поколению и основаны на использовании микропроцессоров — сверхбольших интегральных схем. Это первый тип компьютеров, который появился в розничной продаже.
Первые компьютеры — это профессия. До того как были созданы компьютерные устройства, компьютерами называли людей, занимавшихся выполнением сложных вычислений на арифмометрах. Как правило, этой профессией овладевали женщины, многие из которых затем с успехом работали программистами.
Что мы узнали?
История развития вычислительной техники берет свое начало в древности. Первыми приспособлениями для вычислений были счеты, логарифмические линейки, арифмометры. Прообразом современного компьютера была аналитическая машина Чарльза Бэббиджа. Развитие компьютерной техники проходило параллельно совершенствованию ее элементной базы: от вакуумных ламп до интегральных микросхем.
Компьютер ЭНИАК
Вклад в появление самой первой сложной вычислительной машины внесли многие разработчики, работающие в разных странах. Это усложняет ответ на вопрос, кто изобрел первый компьютер в мире. Однозначно первый изобретенный ПК стал прорывом в сфере техники, а потому данная тема заслуживает особого внимания.
Первый компьютер в мире – какой он?
Именно ЭНИАК считается первым полноценным компьютером, который является полностью вычислительным устройством. Аналоги были у британцев, однако по приказу Черчилля, информация о них была засекречена, а сами машины уничтожены. Компьютер ЭНИАК был громоздким и неудобным в работе, программирование осуществлялось путем переключения кабелей.
ЭНИАК
Так кто придумал первый компьютер?
Родоначальником принято называть именно Чарльза Бэббиджа, который увлекался вычислительными науками с молодого возраста. На основании многолетних трудов он изобрел механизм, способный выполнять сложения разностным методом. Его разработка состояла из множества громоздких шестеренок.
Чарльз Бэббидж
Аппарат путем применения десятичных схем счисления выдавал точный результат в течение минуты. Разработчик Чарльз Бэббидж за свои труды был вознагражден Британской субсидией, общая сумма дотаций составила 17 000 фунтов стерлингов. Эти деньги были пущены на модернизацию аппарата, однако финансирования не хватило для завершения новых проектов.
- Конрад Цузе – разработчик первого электромеханического программируемого аппарата.
- Джон Атанасов – разработал электронный непрограммируемый компьютер.
- Алан Тьюринг – создал универсальную техническую схему.
- Джон Мокли – сконструировал первую ЭВМ.
- Джон фон Нейман – описал архитектуру (устройство хранение информации), которая стала базовой для всех современных компьютеров.
Кто создал первый компьютер в России?
Советские разработчики впервые сконструировали компьютер в 1948 году. Придумал электронную счетную машину профессор Лебедев, в конструировании участвовали 20 инженеров и 10 помощников.
Отечественная машина занимала площадь в 60 кв.м. В ее конструкции присутствовало так много ламп и кабелей, что при запуске машина выделяла слишком много тепла. Инженерам даже пришлось разобрать часть крыши, чтобы свежий воздух охлаждал компоненты. Как называлась машина? Довольно незамысловато – МЭСМ.
МЭСМ
Компьютерный механизм был способен совершать до 3 тысяч вычислений в минуту. В конструкцию было встроено 6 тысяч ламп суммарным потреблением 25 кВт.
Как выглядели первые компьютеры?
МАРК-1
Первый настольный ПК выглядел менее устрашающе и спокойно помещался на рабочем столе. Programma 101 был разработан итальянцем Пьером Джорджио Перотто, использовался для расчетов посадки Apollo 11 на Луну.
Programma-101
Резюме
За одно столетие компьютерные технологии совершили колоссальный скачок и продолжают развиваться. Кто знает, когда появятся нейронные или квантовые компьютеры, однако по прогнозам это случится довольно скоро.
Ученые IBM сделали еще один значительный шаг в применении нанотехнологий для хранения данных - им уд.
Для партнерства
От истории до новостей
История ЭВМ
Авторизация
Развитие технологий:
Компьютеры второго поколения (1960-1965)
Несмотря на то, что в1961 году в корпорации Fairchild появилась первая коммерчески доступная интегральная схема, элементная база компьютеров 60-х годов .
Компьютеры четвертого поколения (1970-1985)
Начало 70-х ознаменовалось поистине революционными преобразованиями в элементной базе компьютеров: в 1971 году по заказу производителя калькуляторов компании Busicom корпорация In.
Популярные
- Найм подходящей компании SEO для вашего бизнеса
- Расширение сотрудничества между Cisco и МГУУ Правительства Москвы
- Перспективы развития компьютерной техники
- Основные направления развития компьютерной индустрии в ближайшем будущем в рамках форума IDF
- Технология шлюзов Oracle. Характеристика продуктов
- Вычислительное ядро
В 1936 году, работая в изоляции в нацистской Германии, Конрад Цузе начал работу над своим первым вычислителем сериии Z, имеющим память и (пока ограниченную) возможность программирования. Созданная, в основном, на механической основе, но уже на базе двоичной логики, модель Z1, завершённая в 1938 году, так и не заработала достаточно надёжно, из-за недостаточной точности выполнения составных частей.
Следующая машина Цузе — Z3, была завершена в 1941 году. Она была построена на телефонных реле и работала вполне удовлетворительно. Тем самым, Z3 стала первым работающим компьютером, управляемым программой. Во многих отношениях Z3 была подобна современным машинам, в ней впервые был представлен ряд новшеств, таких как арифметика с плавающей запятой. Замена сложной в реализации десятичной системы на двоичную, сделала машины Цузе более простыми и, а значит, более надёжными; считается, что это одна из причин того, что Цузе преуспел там, где Бэббидж потерпел неудачу.
Программы для Z3 хранились на перфорированной плёнке. Условные переходы отсутствовали, но в 1990-х было теоретически доказано, что Z3 является универсальным компьютером (если игнорировать ограничения на размер физической памяти). В двух патентах 1936 года, Конрад Цузе упоминал, что машинные команды могут храниться в той же памяти что и данные — предугадав тем самым то, что позже стало известно как архитектура фон Неймана и было впервые реализовано только в 1949 году в британском EDSAC.
Добавить комментарий
Программист, который писал притчи и не любил бейсик
В прикладной науке имена людей, внесших огромный вклад в развите техники и технологии, как правило, скрыты за названиями компаний и ст.
Дэвид Паккард, один из основателей компании Hewlett-Packard
За свою легендарную полувековую карьеру Дэвид Паккард оказал огромное влияние на развитие современной электронной индустрии и методов управления. Сегодня Hewlett-Packard - .
Жесткие диски для ноутбуков становятся тоньше
На данный момент жесткие диски для ноутбуков могут быть толщиной 9,5 мм и 12,5 мм. Первые получили наибольшее распространение, а об.
MacBU подытоживает две тысячи девятый год
Как прошел 2009 год в компании, которую традиционно принято считать вторым крупнейшим разработчиков ПО для платформы Apple Macintosh? В Microsoft Ma.
Financial Times обещает iTablet уже в следующем месяце
Конец декабря редакция Financial Times решила скрасить очередной порцией слухов о планшетнике Apple. По данным издания, это устройство, покорившее заголовки СМ.
Внедрение 6-ядерных процессоров Intel Xeon может потребовать
Изданию Fudzilla стали известны подробности по первому 6-ядерному процессору Intel Xeon. Он получит обозначение Core i7 980X, а его несущая тактовая ча.
VESA официально утвердила стандарт mini DisplayPort
Планшетный Мак покажут 26 января?
За несколько дней до начала нового 2010 года онлайн-пресса разразилась новым потоком слухов на тему планшетного компьютера Apple: сначала хорошо ос.
Читайте также: