Назад: my_project

История вычислительной техники

Отечественные учение.

1. Блез Паскаль(1623 - 1662)

2. Чарльз Бэббидж (1791-1871)

3. Герман Холлерит

4. Джон БАРДИН

5. И. С. Брук

6. Г.В.Лейбниц

7. Дж.Буль

8. Морис Уилкес

9. Дж. Эккерта

10. Дж. Моучли

11. Дэвидом Вилером

12. Ф. М. Слободской

13. Владимир Яковлевич Буняковский

14. П. Л. Чебышев

15. М. А. Бонч-Бруевич

16. В. Икклз и Ф. Джордан (1919 г.)

17. Лебедев

18. Стив Джобс и некоторые другие.

История отечественной вычислительной техники

В XVIII веке французский физик и математик Б.Паскаль сконструировал первое устройство, позволившее частично механизировать арифметические операции. Идею механизации обосновал гениальный немецкий философ и ученый Г.В.Лейбниц, который считал, что «недостаточно совершенства человеческого, подобного рабам, тратить часы на вычисления». В XIX веке работы английского математика и логика Дж.Буля сыграли важную роль в создании общетеоретической основы будущего развития вычислительной техники. Первую же практическую попытку разработать вычислительную машину с программным управлением по своей структуре предвосхитившую современные ЭВМ, предпринял в первой половине прошлого века профессор математики Кембриджского Университета Ч.Бэббидж. В течение почти сорока лет он работал над проектом такой машины (названной им аналитической машиной).

Морис Уилкес (Maurice Wilkes) и сотрудники математической лаборатории Кембриджского университета (Англия) в 1949 году завершили работу над первым электронным цифровым компьютером EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer), способным хранить в памяти программы. Создавая EDSAC на протяжении трех лет (1946–1949), Уилкес и его команда основывались на принципах Дж. Эккерта (J. Eckert) и Дж. Моучли (J. Mauchly) , положенных ими в основу легендарной ENIAC. Машина была построена по архитектуре фон Неймана и работала с тактовой частотой 500 КГц. Практически все операции выполнялись всего за полторы миллисекунды, а в качестве прототипа дисплея впервые использовался экран на основе катодной трубки. 6 мая 1949 г. EDSAC успешно продемонстрировал первую программу для расчета таблицы квадратов, написанную Дэвидом Вилером (David Wheeler).

В 1964 (7 апреля) произошедшее в этот день событие поистине взбудоражило весь компьютерный мир — IBM заявила о создании семейства System/360, названное главой IBM Томасом Уотсоном-младшим (Tomas Watson) «важнейшим объявлением новой продукции во всей истории компании». Это был революционный шаг к тотальной стандартизации компьютеров, ведь в середине 60-х в мире вычислителей царила полная неразбериха: различные модели компьютеров, организованные каждая по собственному принципу, не имели единого набора команд и программного обеспечения. System/360 cтало первым семейством унифицированных программно-совместимых компьютеров. Несмотря на то, что каждая модель характеризовалась определенным быстродействием и мощностью, все они были построены по одной и той же архитектуре, которая подразумевала и общность ПО. Именно отсюда берет начало понятие «IBM совместимый», прочно вписав-шееся в компьютерный сленг. В качестве элементной базы были выбраны интегральные микросхемы, так что новые машины уже можно было отнести к третьему поколению. Несложно подсчитать, что транзисторные вычислители второго поколения выпускались IBM всего пять лет. Естественно, появились и всевозможные варианты применения новых машин: от научного про-ектирования и управленческих систем до банальных бизнес-расчетов. Семейство IBM System/360 Пользователи очень высоко оценивали System/360, поэтому для запуска серийного производства пришлось значи-тельно расширить штат, и концу 1966 г. IBM выпускала уже более тысячи эк-земпляров в месяц (а всего было выпущено более 20 000 машин). Семейство System/360 стало самым многочисленным среди вычислителей третьего по-коления и, с позиции компьютерной истории в целом, одним из самых удачных. Hewlett-Packard представляет в 1980 (4 января) любопытную интегрированную разработку — микрокомпьютер HP-85 (кодовое название «Проект Козерог»). HP-85 нёс на борту 8-разрядный процессор с частотой 0,6 МГц, 16 Кб ОЗУ и 32 Кб ПЗУ, имел встроенные монохромный 5-дюймовый дисплей, термографический принтер, накопитель на магнитной ленте и клавиатуру, плюс четыре порта ввода–вывода. Цена была выставлена в целых 3250 долл. Можно смело утверждать, что HP-85 во многом скопирован с известной модели IBM 5100, аннонсированной ещё в декабре 1975 г. Информацию на дисплее можно было листать, так как в буфере могли сохраняться 48 строк — три полных экрана. Тихий и весьма быстрый термо-принтер выводил данные в текстовом или графическом режимах. Накопитель работал с картриджами ёмкостью 195 Кб. При этом любой файл мог быть найдёт менее чем за одну минуту. К компьютеру могли быть подключены дисковод, графопостроитель, устройство для работы с дополнительными модулями ПЗУ, содержащими, например, Паскаль, Ассемблер — они расширяли возможности встроенного Бейсика.

1770 г. Механическая счетная машина Эвно Якобсона создана… в России!

1828 г. Генерал-майор русской армии Ф. М. Слободской создает счетные приборы, которые вместе со специальными таблицами позволяли сводить арифметические действия к сложению и вычитанию.

1867 г. Владимир Яковлевич Буняковский, вице-президент Российской академии наук, создает счетный механизм, основанный на принципе действиярусских счетов.

1878 г. Русский математик и механик П. Л. Чебышев создает аппарат, который умеет суммировать.

В 1880 году В. Т. Однер в России создал механический арифмометр с зубчатыми колесами и в 1890 году наладил его массовый выпуск. В дальнейшем под названием «Феликс» он выпускался до 50-х годов XX века.

1918 г. Русский ученый М. А. Бонч-Бруевич и английские ученые В. Икклз и Ф. Джордан (1919 г.) независимо друг от друга создали электронное реле,названное англичанами триггером, которое сыграло большую роль в развитии компьютерной техники.

Была ли альтернатива по созданию собственных ПК, а не использование иностранных разработок? Были в СССР свои наработки! Стоит вспомнить скандал с оптическими носителями, когда США пытались навязать закрытие производства CD-R и DVD-R «Росток» в Украине. Ничего из этого не вышло, потому что были патенты на оптические носители, подобные DVD-ROM, изобретенные в Харькове и изданные всего на несколько лет позже, чем патенты на изобретение в мире CD-ROM. Просто в сфере вычислительной техники все экономические пороки советской экономики проявили себя раньше и ярче, чем в других отраслях советской промышленности.

С. А. Лебедев рассказывал, что некий «высокий» чиновник, управлявший тогда финансами, бросил такую фразу: «Ну вот, получите деньги, сделаете на них машину, она мигом пересчитает все задания. Что потом с ней делать будете? Выбросите?» Вот таким было тогда отношение к вычислительной технике. Не вызывает сомнения тот факт, что Советский Союз в пятидесятые — шестидесятые годы имел очень сильную научную школу, точнее, несколько школ разработки вычислительной техники. Первые модели электронных счетных машин появляются примерно одно и то же время в США и Европе (Англия) и чутьпозже — в СССР . Идеи создания таких машин зарождаются в разных странах, можно сказать, параллельно. Чего только стоят идеи троичной системы счисления, хранения информации на ртутных трубках, первая в мире ракета, огибающая рельеф по загруженной в память карты местности.

Попробую обобщить историю ЭВМ в СССР . Когда советские ученые начинали свои разработки, они знали, что на Западе ЭВМ уже существуют. Однако сведения были весьма скудными. Идеи и разработки были абсолютно оригинальными. В конце 60-х годов в стране был накоплен достаточный опыт по производству ЭВМ . В этот момент делается решительный шаг от многообразия к унификации, от моделей с различными принципами организации к серии машин единой архитектуры разной производительности. Как образец такой единой серии выбирается архитектура мейнфреймов IBM 360.

ПОСЛЕДСТВИЯ ОДНОЙ ССОРЫ

В 1953 году Н. П. Брусенцов, закончивший радиотехнический факультет Московского энергетического института, попал по распределению в специальное конструкторское бюро (СКБ) МГУ, где долго не мог найти себе работу по душе. Он поплакался бывшему сокурснику М. А. Карцеву, работавшему в лаборатории И. С. Брука, – одного из первопроходцев советской компьютерной техники. Там занимались созданием М-2 – четвертой по счету советской ЭВМ, – и Карцев устроил для товарища экскурсию.

Впечатленный Брусенцов рассказал о посещении своему шефу, академику С. Л. Соболеву, и тот устроил ему командировку в лабораторию Брука, чтобы освоить М-2 в целях передачи ее в университет. Но вскоре Соболев поссорился с Бруком: на одно место в академии претендовали И. С. Брук и другой выдающийся конструктор ЭВМ, С. А. Лебедев. Соболев голосовал за Лебедева, Брук обиделся, и вопрос о передаче М-2 в МГУ отпал. Может, оно и к лучшему: Соболев решил строить свою собственную оригинальную машину и поручил это Брусенцову.

Так Николай Петрович попал в другую секретную лабораторию – в ИТМиВТ, к известному математику Л. И. Гутенмахеру, под чьим руководством строили машину ЛЭМ-1 на ферритовых сердечниках в качестве запоминающих элементов. Брусенцов сразу разобрался, что ферриты используются неправильно, и предложил свою схему, сократившую количество элементов в семь раз и резко облегчившую процесс их отбора.

Такие элементы называются трансфлюксорами – управляемыми магнитными усилителями. Но самое главное было в другом: Брусенцов предложил использовать троичную логику, которая на ферритах реализовалась просто и изящно: два противоположных направления тока – минус и плюс единица, – и третье, нулевое – отсутствие тока.

Ферритовые элементы соединялись непосредственно, поэтому ЭВМ, по предложению М. Р. Шуры-Буры названная впоследствии «Сетунь», получилась необычайно простой схемотехнически: в ней на 3500 трансфлюксоров было всего 330 транзисторов, 37 электронных ламп и десяток электромагнитных реле. В «Сетуни» была двухуровневая память: быстрое ОЗУ (162 9-разрядных троичных ячейки) и магнитный барабан. При тактовой частоте 200 кГц машина выполняла большинство команд за 100–180 микросекунд.

История вычислительной техники за рубежом

, 1976 год.

Первая модель - Apple (канонически писался именно так!), созданная в 1977 г., имела адресуемое адресное пространство в 64к, из которых 16к было зарезервировано под системное ПЗУ, а 48к доступно для ОЗУ. В базовой поставке имел 4к ОЗУ и 4к ПЗУ, в котором размещались программа системного монитора и Integer Basic (Basic для целочисленных операций). В Apple ][ имелось 8 слотов расширения, семь из которых использовались для установки контроллеров различных внешних устройств, а восьмой (точнее нулевой) позволял установить дополнительное или альтернативное ПЗУ. Это был, пожалуй, первый компьютер, предлагавший подключение цветного монитора, в качестве которого ДОЛЖЕН был использоваться телевизор, воспринимающий НЧ-видеосигнал в формате NTSC (стандартный для США). Текстовый экран давал 40х24 символов в черно-белом отображении, каждый символ мог быть обычным, инверсным или мигающим, при этом отображались только заглавные буквы. Клавиатура, соответственно, генерировала коды только для заглавных букв. Графический режим обеспечивал разрешение 280х192 точки, для цветного изображения реальное горизонтальное разрешение было вдвое хуже. Для кодирования цвета использовалась особенность стандарта NTSC, позволяющая сделать контроллер терминала крайне простым - биты в области графического экрана (располагалась в основной оперативной памяти и при работе с текстом могла использоваться как обычное ОЗУ) непосредственно ставились в соответствие фазе сигнала. Два бита со значение 1 подряд давали белый цвет, а комбинации 10 и 01 - по два цвета каждая (красный/голубой и зеленый/пурпурный, если не ошибаюсь), в зависимости от старшего бита в байте. Никаких других цветов не воспроизводилось и «цветные» были прорежены черными (в паре, например, «01» «ноль» давал черную точку, а «единица» - цветную). «Сплошная» закраска была доступна только для черно-белого изображения. Кроме того, был режим «графики низкого разрешения» - 40х24 цветных элементов (фактически, закрашенные текстовые знакоместа), каждый из которых мог иметь разноцветные верхнюю и нижнюю половины, доступно было 16 цветов. Эти особености сохранились и во всех последующих моделях Apple II. Впоследствии для моделей поставляемых в Европу (Euroapple) была создана плата PAL-кодера, устанавливаемая в один из разъемов, поскольку стандарт NTSC в Европе не используется. Звук же реализовывался обычным динамиком, управляемым обращением к регистру в памяти. То есть того же смысла и качества, что на привычном нам PC-speaker. В качестве устройства внешней памяти, как у всех мини-компьютеров этого поколения, использовался бытовой магнитофон. Еще одной интересной возможностью было наличие «игрового порта», к которому подключались до 4-х так называемых «Game paddle». Это были, фактически, обычные переменные сопротивления, положение которых считывалось схемой игрового порта и отображалось значением в специально отведенных ячейках памяти. Комбинация из двух резисторов с движками в перпендикулярных плоскостях давала аналоговый джойстик, который стал активно использоваться в игровых программах.

Наличие разъемов расширения и хорошо описанных спецификаций для них способствовало быстрому развитию периферийных устройств для Apple II, что послужило одной из основных причин его популярности. Вскоре был разработан контроллер привода гибкого диска - Woznyak Machine (по имени создателя), позволявший подключить два 5.25» дисковода disk ][. Эти дисководы работали только с одной стороной дискеты, одна дискета, используемая с двух торон, давала два независимых диска. Для работы с дисками была написана операционная система DOS 3.0, развившаяся впоследствии до DOS 3.3. Она поддерживала только disk ][ и позволяла записать на одной стороне 35 дорожек, 16 секторов по 256 байт на каждой. То есть всего 140 кбайт на одной стороне дискеты. Появившаяся для Apple ][ программа Supercalc - одна из первых «электронных таблиц» - вместе с возможностью хранить информацию не на магнитофонных кассетах, а на удобных и в то же время достаточно компактных 5.25» дисках превратила Apple ][ из игрушки для любителей в нормальный рабочий инструмент, который мог использоваться для вполне жизненных задач - например, ведения бухгалтерии для дома или небольшого офиса. Именно комбинация удачного и компактного компьютера Apple ][ с дисковой ОС и программой Supercalc породила персональный компьютер как массовое явление.

В 1978-1979 годах появилась и получила широкое распространение модель Apple ][+ (Apple two plus), у которой было 48к ОЗУ стандартно и увеличенный до 8к объем ПЗУ. Нулевой слот стал использоваться для расширения ОЗУ до 64к, в каждый момент времени можно было обратиться либо к ПЗУ, либо к дополнительным 16к ОЗУ. Осталась также возможность установить в нулевой слот альтернативное ПЗУ - например со старым Integer Basic. Integer Basic был заменен на Applesoft Basic, поддерживающий работу с плавающей точкой и имеющий больше возможностей. Была добавлена также функция автоматической загрузки с диска при включении питания (в Apple ][ для загрузки с диска требовалась специальная команда системного монитора). В новом мониторе появился также встроенный дизассемблер, упрощающий просмотр содержимого памяти (работа с памятью «напрямую» была важной функцией всех персональных компьютеров 8-ми разрядного поколения). Для Apple ][+ впоследствии появилась возможность обновить знакогенератор так, что появлялась поддержка не только заглавных, но и строчных букв, что сделало более удобной работу с текстом и дало толчок развитию текстовых редакторов.

IBM Невозможно пропустить ключевой этап в развитии вычислительных средств и методов, связанных с деятельностью фирмы IBM. Исторически первые ЭВМ классической структуры и состава - Computer Installation System/360 (фирменное наименование - «Вычислительная установка системы 360», в дальнейшем известная как просто IBM/360) были выпущены в 1964 г., и с последующими модификациями (IBM/370, IBM/375) поставлялись вплоть до середины 80-х гг., когда под влиянием микроЭВМ (ПК) не начали постепенно сходить со сцены. ЭВМ данной серии послужили основой для разработки в СССР и странах-членах СЭВ так называемой Единой системы ЭВМ (ЕС ЭВМ), которые в течение нескольких десятилетий являлись основой отечественной компьютеризации.

ЕС 1045 Машины включали следующие компоненты:

* центральный процессор (32-разрядный) с двухадресной системой команд;

* главную (оперативную) память (от 128 Кбайт до 2 Мбайт);

* накопители на магнитных дисках (НМД, МД) со сменными пакетами дисков (например, IBM-2314 - 7,25 Мбайт, ШМ-2311 -29 Мбайт, IBM 3330 - 100 Мбайт), аналогичные (иногда совместимые) устройства известны и для других из вышеупомянутых серий;

* накопители на магнитных лентах (НМЛ, МЛ) катушечного типа, ширина ленты 0,5 дюйма, длина от 2400 футов (720 м) и менее (обычно 360 и 180 м), плотность записи от 256 байт на дюйм (обычная) и большая в 2-8 раз (повышенная). Соответственно рабочая емкость накопителя определялась размером катушки и плотностью записи и достигала 160 Мбайт на бобину МЛ;

* устройства печати - построчные печатающие устройства барабанного типа, с фиксированным (обычно 64 или 128 знаков) набором символов, включающих прописную латиницу и кириллицу (либо прописную и строчную латиницу) и стандартное множество служебных символов; вывод информации осуществлялся на бумажную ленту шириной 42 или 21 см со скоростью до 20 строк/с;

* терминальные устройства (видеотерминалы, а первоначально -электрические пишущие машинки), предназначенные для интерактивного взаимодействия с пользователем (IBM 3270, DEC VT-100 и пр.), подключаемые к системе для выполнения функций управления вычислительным процессом (консоль оператора - 1 -2 шт. на ЭВМ) и интерактивной отладки программ и обработки данных (терминал пользователя - от 4 до 64 шт. на ЭВМ).

Перечисленные стандартные наборы устройств ЭВМ 60-80-х гг. и их характеристики приведены здесь как историческая справка для читателя, который может их самостоятельно оценить, сравнив с современными и известными ему данными.

Фирмой IBM была предложена в качестве оболочки ЭВМ IBM/360 первая функционально полноценная ОС - OS/360. Разработка и внедрение ОС позволили разграничить функции операторов, администраторов, программистов, пользователей, а также существенно (а десятки и сотни раз) повысить производительность ЭВМ и степень загрузки технических средств. Версии OS/360/370/375 - MFT (мультипрограммирование с фиксированным количеством задач), MW (с переменным количеством задач), SVS (система с виртуальной памятью), SVM (система виртуальных машин) - последовательно сменяли друг друга и во многом определили современные представления о роли ОС.

АВМ – аналоговые вычислительные машины, или вычислительные машины непрерывного действия, работают с информацией, представленной в непрерывной (аналоговой) форме, т. е. в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины (чаше всего электрического напряжения):

ЦВМ – цифровые вычислительные машины, или вычислительные машины дискретного действия, работают с информацией, представленной в дискретной, а точнее, цифровой форме. В силу универсальности цифровой формы представления информации ЭВМ является более универсальным средством обработки данных.

ГВМ – гибридные вычислительные машины, или вычислительные машины комбинированного действия, работают с информацией, представленной и в цифровой, и в аналоговой форме. Они совмещают в себе достоинства АВМ и ЦВМ. ГВМ целесообразно использовать для решения задач управления сложными быстродействующими техническими комплексами.

01