10. Історія розвитку комп’ютерної техніки

Інформатика - наука про загальні властивості і закономірностях інформацію, а також методах її пошуку, передачі, зберігання ,обробки і використовування в різних сферах діяльності людини. Як наука сформувалася в результаті появи ЕОМ. Включає теорію кодування інформації, розробку методів і мов програмування, математичну теорію процесів передачі і обробки інформації.

В розвитку обчислювальної техніки звичайно виділяють декілька поколінь ЕОМ :на електронних лампах (40-х-початок 50-х років), дискретных напівпровідникових приладах (середина 50-х-60-ті роки), інтегральних мікросхемах (в середині 60-х років).

Історія комп'ютера.

Історія комп'ютера тісним чином є пов'язаний із спробами людини полегшити автоматизувати великі об'єми обчислень. Навіть прості арифметичні операції з великими числами скрутні для людського мозку. Тому вже в давнину з'явилося найпростіший рахунковий пристрій-абак. В сімнадцятому столітті була винайдена логарифмічна лінійка, що полегшує складні математичні розрахунки. В 1642 році Блез Паскаль сконструював восьмизарядний механізм, що підсумовує. Два сторіччя опісля в 1820 француз Шарль де Кольмар створив арифмометр, здатний проводити множення і розподіл. Цей прилад міцно зайняв своє місце на бухгалтерських столах.

Всі основні ідеї, які лежать в основі роботи комп'ютерів, були висловлені ще в 1833 англійським математиком Чарльзом Беббіджом. ВІн розробив проект машини для виконання наукових і технічних розрахунків, де передбачив пристрої сучасного комп'ютера, а також його задачі. Для введення і виведення даних Беббідж пропонував використовувати перфокарти-листи з щільного паперу з інформацією, що наноситься за допомогою отворів. У той час перфокарти використовувалися в текстильній промисловості. Управління такою машиною повинне було здійснюватися програмним шляхом.

Ідеї Беббіджа стали реально виконуватися в життя в кінці 19 століття. В 1888 американський інженер Герман Холлеріт сконструював першу електромеханічну рахункову машину. Ця машина, названа табулятором, могла прочитувати і сортувати статистичні записи, закодовані на перфокартах. В 1890 винахід Холлеріта було використано в 11-у американському переписі населення. Работа, яку 500 співробітників виконували на протязі семи років, Холлерит з 43 помічниками на 43 табуляторах виконав за один місяць.

В 1896 Герман Холлеріт заснував фірму COMPUTING TOBULATING RECORDING COMPANY, яка стала основою для майбутньої Інтернешинал Бізнес Мешинс (IBM)-компанії що внесла гігантський внесок в розвиток світової комп'ютерної техніки.

Подальший розвиток науки і техніки дозволив в 1940-х роках побудувати перші обчислювальні машини. В лютому 1944 на одному з підприємств Ай-Би-Ем в співпраці з ученими Гарвардського університету за замовленням ВМС США була створена машина «Марк-1».Это був монстр вагомий в 35 тонн.

«Марк-1» був заснований на використовуванні електромеханічних реле і оперував десятковими числами, закодованими на перфострічці. Машина могла маніпулювати числами довгої до 23 розрядів. Для перемножування двох 23-розрядних чисел їй було необхідно 4 секунди.

Але електромеханічні реле працювали недостатньо швидко. Тому вже в 1943 американці почали розробку альтернативного варіанту обчислювальної машини на основі електронних ламп. В 1946 була побудована перша електронна обчислювальна машина ENIAC. Її вага складала 30 тонн, вона вимагала для розміщення 170 квадратних метрів площі. Замість тисяч електромеханічних деталей ENIAC містив 18000 електронних ламп. Рахувала машина в двійковій системі і проводила 5000 операцій складання або 300 операцій множення в секунду.

Машини на електронних лампах працювали істотно швидше, але самі електронні лампи часто виходили з ладу. Для їх заміни в 1947 американці Джон Бардін, Уолтер Браттейн і Уїльям Бредфорд Шоклі запропонували використовувати винайдені ними стабільні перемикаючі напівпровідникові елементи-транзистори.

Вдосконалення перших зразків обчислювальних машин привело в 1951 до створення комп'ютера UNIVAC став першим комп'ютером, що серійно випускався, а його перший екземпляр був переданий в Бюро перепису населення США.

З активним упровадженням транзисторів в 1950-х роках зв'язано народження другого покоління комп'ютерів. Один транзистор був здатний замінити 40 електронних ламп. В результаті швидкодія машин зросло в 10 разів при істотному зменшенні ваги і розмірів. В комп'ютерах стали застосовувати пристрої, що запам'ятовують, з магнітних сердечників, здатні берегти великий об'єм інформації.

В 1959 були винайдені інтегральні мікросхеми (чіпи), в яких всі електронні компоненти разом з провідниками поміщалися усередині кремнієвої пластинки. Застосування чіпів в комп'ютерах дозволяє скоротити шляхи проходження струму при перемиканнях, і швидкість обчислень підвищується в десятки разів. Істотно зменшуються габарити машин. Поява чіпа знаменувала собою народження третього покоління комп'ютерів.

До початку 1960-х років комп'ютери знайшли широке застосування для обробки великої кількості статистичних даних, виробництва наукових розрахунків, рішення оборонних задач, створення автоматизованих систем управління. Висока ціна, складність і дорожнеча обслуговування великих обчислювальних машин обмежували їх використовування в сферах багато кого. Проте процес мініатюризації комп'ютера дозволив в 1965 американській фірмі DIGITAL EQUIPMENT випустити мінікомп'ютер PDP-8 ціною в 20 тисяч доларів, що зробило комп'ютер доступним для середніх і дрібних комерційних компаній.

В 1970 співробітник компанії INTEL Едвард Хофф створив перший мікропроцесор, розмістивши декілька інтегральних мікросхем на одному кремнієвому кристалі. Цей революційний винахід кардинально перевернув уявлення про комп'ютери як про громіздких, важкоатлетів монстрів. З мікропроцесором з'являються мікрокомп'ютери-комп'ютери четвертого покоління, здатні розміститися на письмовому столі користувача.

В середині 1970-х років починають робитися спроби створення персонального комп’ютера-обчислювача машини, призначеної для приватного користувача. В другій половині 1970-х років з'являються найвдаліші зразки мікрокомп'ютерів американської фірми APPLE, але широке розповсюдження персональні комп'ютери отримали створенням в серпні 1981 року фірмою IBM моделі комп'ютера IBM PC. Застосуваня принципу відкритої архітектури, стандартизація основних комп'ютерних пристроїв і способів їх з'єднання привели до масового виробництва клонів IBM PC, мировому розповсюдженню мікрокомп'ютерів у всьому світі.

За останні десятиріччя 20 століття мікрокомп'ютери виконали значний еволюційний шлях, багато разів збільшили свою швидкодію і об'єми інформації, що переробляється, але остаточно витіснить мікрокомп'ютери і великі обчислювальні системи-мейнфрейми вони не змогли. Більш того, розвиток великих обчислювальних систем привів до створення суперкомп’ютера суперпродуктивної і супердорогої машини, здатної прораховувати модель ядерного вибуху або великого землетрусу. В кінці 20 століття людство вступило в стадію формування глобальної інформаційної мережі, яка здатна об'єднати можливості комп'ютерних систем.

Галузі застосування обчислювальних машин.

У людей завжди виникали потреби виконувати ті або інші розрахунки. Поява ЕОМ дала можливість вирішувати такі завдання, які раніше були не під силу механічним та електромеханічним обчислювальним пристроям. Перші потужні ЕОМ конструювалися заради прикладних науково-технічних завдань: визначення координат кораблів, космічних апаратів, розрахунку фізичних процесів, економічного планування тощо. Для виконання різних розрахунків на ЕОМ створювалося спеціальне математичне і програмне забезпечення. Вартість цього забезпечення вже в 60-ті роки перевищувала вартість матеріальної частини ЕОМ.

З винаходом персональних комп’ютерів і розробкою мережених технологій з’явилися нові галузі застосування ОТ. Наведемо лише основні напрямки використання комп’ютерів за нашого часу.

Математичні розрахунки – виконання розрахунків за допомогою різних математичних пакетів, електронних таблиць тощо.

Бази і банки даних – створюються в різних галузях людської діяльності (законодавство, економіка, бізнес, медицина та ін.)

Бізнес-додатки – бухгалтерські програми, облік руху товарів і фінансів, обслуговування банків і страхових компаній, автоматизовані системи керування підприємствами тощо.

Робота з текстовими матеріалами – створення документів, оптичне розпізнання, переклад.

Видавництво і поліграфія – макетування книг, журналів, газет; автоматизація поліграфічного процесу.

Комп’ютерна графіка і живопис – опрацювання графічних зображень, створення малюнків засобами комп’ютерної графіки.

Інженерна графіка – різні програмні додатки в архітектурі, машинобудуванні, електронній техніці; створення геоінформаційних систем.

Наукові дослідження – машинне моделювання експериментів, розрахунки фізичних моделей тощо.

Комунікації – комп’ютерні мережі різного масштабу. Інтернет, електронна пошта, телеконференції.

Web-технології – підготовка публікації, призначених для Word Wide Web; електронна комерція.

Розваги і дозвілля – мультимедійні додатки, комп’ютерні ігри, контакти із зовнішнім світом.