Не все знают, что термин «персональный» означает не принадлежность компьютера одному человеку, а возможность одновременной работы за одним ПК одного пользователя. В настоящее время персональными называют практически все выпускаемые промышленным способом компьютеры (даже те, которые используются как серверы) ввиду их малых габаритов. Но так было не всегда.
Первый в мире компьютер: что о нём известно
Задача автоматизации математических вычислений не нова, но в древние времена речь шла о простейших операциях – сложении и вычитании сравнительно небольших чисел. Первыми додумались до счётов китайцы, и что интересно, они использовали цифру 5 как основание своего счётного устройства. Позже похожие счёты появились у древних греков, изготавливали такие абаки из деревянных дощечек, а в качестве инструмента для подсчетов использовались камешки.
Разумеется, счёты – это даже не прообраз компьютера, но следующего прорыва пришлось ждать долго. Только в 1642 году Блез Паскаль додумался до более усовершенствованной версии вычислителя, основанной на механизме шестерёнок. Но по-прежнему этот прибор умел только складывать и вычитать.
Всего 30 лет спустя математик Густав Лейбниц изобрёл свою версию арифмометра, которая умела умножать и делить. И снова наступило затишье, закончившееся в 1822 году, когда Чарльз Бэббидж построил малую разностную машину, умевшую производить вычисления с 18-разрядными числами. А затем взялся за конструирование аналитической машины, которая концептуально уже была во многом схожа с первыми компьютерами, появившимися много позже, – то есть предусматривала наличие памяти, регистров, аналога процессора и даже устройств ввода-вывода. По разным причинам работа не была завершена. И только столетие спустя фон Нейман разработал концепцию хранимой программы, которая и легла в основу будущих компьютеров.
Краткая история создания компьютера в современном значении этого слова:
- 1939 год – создание немцем Конрадом Цузе электромеханического устройства, предназначенного для вычисления аэродинамических показателей в самолётостроении;
- 1940 год – англичанин Алан Тьюринг разрабатывает свою версию электромеханической машины, призванной упростить взлом шифра «Энигма», использовавшегося немцами;
- 1941 – год, когда появился первый программируемый компьютер, названный «Марк 1», в основу конструкции которого легли чертежи Бэббиджа (разработанный специалистами IBM под руководством математика Говарда Эйксона);
- 1942 год – создание инженером из США Джоном Атанасовым первого полностью электрического компьютера (работающего на реле), способного решать линейные алгебраические уравнения;
- 1946 год – появление первого лампового устройства ЭНИАК, которое использовалось для вычисления баллистических траекторий.
В принципе именно ЭНИАК считается первым настоящим компьютером, способным работать на три порядка быстрее, чем релейные аналоги. Но у него была и масса недостатков: он состоял почти из двух десятков тысяч ламп, занимал огромное помещение, весил около 30 тонн и часто ломался. К тому же требовалось немало человеко-часов, чтобы просто подготовить его к работе.
Изобретение транзистора в 60-х годах оказалось тем революционным событием, которое подстегнуло эволюцию компьютеров. Вторая генерация обзавелась внешней памятью, были разработаны более удобные и эффективные устройства ввода/вывода программ и данных, появилась многопроцессорная обработка, позволившая существенно увеличить производительность вычислительных устройств
Но настоящим прорывом считается появление интегральных микросхем, позволивших на небольшом чипе поместить сердце компьютера – процессор с уже запрограммированной логикой. Именно третье поколение называют эпохой появления небольших по размерам компьютеров, помещающихся на обычном столе.
В 1971 году компания Intel разработала первый 4-битный микропроцессор I4004, а спустя два года появился более зрелый продукт – микропроцессор I8008 с удвоенной разрядностью, который и стал первым стандартом в этой области. И уже в 1975 году появился первый персональный компьютер на базе процессора I8008 – Альтаир-8800, давший мощнейший толчок дальнейшему развитию отрасли.
Целый ряд компаний, известных и новых, включились в перспективную гонку. В 1976 году свою первую разработку представила Apple, а в 1981 году появился IBM PC – персональный компьютер, архитектура которого на долгие годы стала стандартом де-факто в компьютерной индустрии. Даже сегодня около 90% ПК – это IBM-совместимые компьютеры.
В 1979 году компания Grid System выпустила первую портативную ЭВМ, Grid Compass, давшую начало отдельному направлению – производству ноутбуков – автономных аналогов ПК.
Кто придумал первый компьютер
Если говорить об архитектуре, то именно Чарльза Бэббиджа называют тем человеком, кто первый придумал концепцию компьютера, устройства, способного автоматизировать сложные вычисления гораздо быстрее и намного надёжнее человека. В его время это было весьма актуально при расчёте тригонометрических и логарифмических таблиц, в которых присутствовало много ошибок, связанных с человеческим фактором. Разностный вычислитель Бэббиджа стал работающим прототипом, позволившим производить расчёты с точностью до десятого знака после запятой.
В числе разработчиков первого компьютера многие называют немца Конрада Цузе, создавшего механический вычислитель Z1 с электронным приводом, в котором впервые в истории была использована двоичная система счисления – именно она применяется во всех современных компьютерах.
Джон Атанасов считается первым в мире, кто изобрёл первый электронный компьютер, полностью лишённый механических деталей именно в вычислительном устройстве.
Нельзя не упомянуть имена Алана Тьюринга и Джона фон Неймана, внёсших весомый вклад в разработку архитектуры компьютеров в части программного кода, хранимого в памяти. До сих пор в специальной литературе используют термины «архитектура фон Неймана» и «тест Тьюринга» (последний относится к проблеме искусственного интеллекта, которая и сегодня далека от полноценного воплощения).
Что касается появления первых персональных компьютеров, то здесь заслуга отдельных личностей оказалась не так велика. Миниатюризация элементной базы, проявление интегральных схем и микропроцессоров позволило многим компаниям разрабатывать свои версии ПК. Поначалу это вообще были наборы компонентов, которые так и продавались в виде конструкторов, собирать которые приходилось самостоятельно, и самим же пользователям писать программы.
Позже за дело взялись IBM и Apple, конкурентная борьба между которыми велась с переменным успехом на протяжении десятилетий.
В настоящее время ПК собирают из отдельных компонентов, как и на заре становления отрасли, а с учётом стандартизации такая сборка может осуществляться и в домашних условиях, не требуя от сборщика наличия внушительного багажа знаний и значительного опыта в этом деле.
История развития компьютеров в России
Нельзя сказать, что в СССР к кибернетике относились так же, как к генетике – высшее партийное руководство понимало важность отрасли. Так что первый компьютер в стране и континентальной Европе был создан в 1951 году, спустя всего два года после появления EDVAC и 5 лет после ENIAC. За его разработку отвечал киевский Институт электроники, возглавляемый Сергеем Лебедевым. Малая электронная счётная машина первого поколения стала прообразом следующих, получивших серийное воплощение (БЭСМ-1/2, М-20 и ряд других).
В 60-ых годах было освоено производство компьютеров на полупроводниковой элементной базе, самый известный серийный продукт тех времен – машина БЭСМ-6 с производительностью свыше миллиона операций/секунду.
Что касается первых поколений портативных компьютеров, то они начали производиться тоже с небольшим отставанием, в 1984 году. Это была модель «Агат», за которой последовали и другие персональные компьютеры – «Корвет», БК-0010, УКНЦ и другие, менее известные модели. Особой популярностью среди населения пользовались ПК, совместимые с ZX Spectrum. Немного позже их вытеснили компьютеры серии ЕС ПЭВМ, архитектура которых и в значительной степени программное обеспечение копировали IBM PC.
Как выглядели первые компьютеры
Мы уже привыкли, что классический ПК – это относительно небольшая коробка, внутри которой скрывается всё необходимое «железо», плюс монитор, клавиатура и мышка, а также дополнительная периферия типа принтера, сканера, акустической системы и т. д. Всё это хозяйство легко помещается на письменном столе, а с ноутбуком вообще можно работать «на коленке».
Между тем первое поколение ламповых компьютеров имело громадные размеры и содержало тысячи реле или электронных ламп, выделяющих значительное количество тепла. Так, длина «МАРК 1» составляла 17 метров, а высота шкафов достигала 2 метров. Весил этот компьютер порядка 4,5 тонн, а суммарная длина проводов составляла 750 километров.
ENIAC был гораздо производительнее, но и весил больше – 27 т, при этом его энергопотребление было громадным – 170 кВт.
С переходом на транзисторную логику удалось существенно снизить и ресурсоёмкость, и габариты компьютеров – они уже помещались в шкафы и обладали производительностью, достаточной для выполнения сложных инженерных расчётов.
С переходом на микропроцессорную TTL-логику миниатюризация достигла масштабов, позволивших размещать компьютеры на рабочем месте. И хотя ранние модели ПК весили прилично и характеризовались довольно слабыми вычислительными возможностями, совершенствование технологического процесса изготовления микросхем привело к удешевлению и одновременному повышению их производительности, что и позволило разразиться настоящему компьютерному буму.
Заключение
История развития персональных компьютеров – процесс непрерывный, продолжающийся и в наши дни. И хотя закон Мура уже не действует, учёные и инженеры продолжают находить решения, делающие ПК ещё более совершенными и комфортными в работе устройствами. И никакой фантаст сегодня не предугадает, в каком направлении будут развиваться технологии будущего, даже не самого далёкого.
