История развития вычислительной техники
advertisement
История развития вычислительной техники © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 1 Периоды развития вычислительных устройств и вычислительной техники • Домеханический период развития • Механический период • Электрический и радиотехнический период • Электронный период © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 2 Домеханический период Древнейшим счетным инструментом, который природа предоставила человеку, была его собственная рука. Не случайно в древнерусской нумерации первые 10 цифр назывались перстами, т.е. пальцами. С древнейших времен наряду с письменностью развивались и способы записи чисел. Одним из наиболее важных открытий в этой области стало изобретение позиционной (десятичной в Индии, шестидесятеричной в Вавилоне) системы счисления. В дальнейшем инструментами счета становятся камешки, узелки, кости, деревянные палочки с зарубками © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 3 Абак Когда людям надоело вести счёт при по­мощи загибания пальцев, они изобрели абак. Аба́к (греч. αβαξ, abákion, лат. abacus — доска) — счётная доска, применявшаяся для арифметических вычислений приблизительно с IV века до н. э. в Древней Греции, Древнем Риме. Доска абака была разделена линиями на полосы, счёт осуществлялся с помощью размещённых на полосах камней или других подобных предметов. В Европе абак применялся до XVIII века. Ацтекские счёты возникли приблизительно в X веке и изготавливались из зёрен кукурузы, нанизанных на струны, установленные в деревянной раме. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 4 Суаньпань (иногда Суан-пан) китайская семикосточковая разновидность абака. Появилась в VI веке нашей эры. Современный тип этого счётного прибора был создан позднее, по-видимому в XII столетии. Суаньпань представляет собой прямоугольную раму, в которой параллельно друг другу протянуты проволоки или веревки числом от девяти и более. Перпендикулярно этому направлению суаньпань перегорожен на две неравные части. В большом отделении («земля») на каждой проволоке нанизано по пять шариков (косточек), в меньшем («небо») — по два. Проволоки соответствуют десятичным разрядам. Суаньпань изготовлялись всевозможных размеров, вплоть до самых миниатюрных ( 17 мм длины и 8 мм ширины). © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 5 Соробантрадиционные счёты. Широко использовались в Японии начиная с XVI века, попав туда из Китая. Прямоугольная рама содержит до 23—27 вертикальных палочек (чем больше их число, тем с большим разрядом цифр можно проводить операции). На каждой палочке по пять косточек, разделённых поперечной полосой — над полосой одна косточка, под полосой — четыре. Существует так же вариант соробана с 5 косточками под полосой. В стародавние времена соробан был неотъемлемой принадлежностью торгового сословия. Позднее обучение правилам работы с соробаном было включено в школьную программу. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 6 Если ученики школ в других странах начинают свой путь к знаниям с чтения, письма и арифметики, то японских детей обучают, прежде всего, чтению, письму и соробану. Сейчас изучение соробана остаётся обязательным для учеников третьего и четвёртого классов начальной школы. Овладев мастерством (или даже искусством) соробана, люди начинают быстрее усваивать статистический материал, лучше понимать и анализировать поступающую информацию. По данным токийских медиков, обследовавших большую группу школьников, занятия соробаном развивают творческие способности. Специалисты считают, что обучение основам математики должно обязательно идти с применением соробана, который является самым быстрым механическим счётным устройством в мире и неотъемлемой частью японской культуры. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 7 Русские Счёты. В России счёты (аналог абака) появились в XVI веке — простое механическое устройство для произведения арифметических расчётов и являются одним из первых вычислительных устройств. Счёты представляют собой раму с нанизанными на спицы костяшками. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 8 Джон Непер ( John Napier; 1550—1617) — шотландский математик, изобретатель логарифмов. Окончил Сент-Эндрюсский университет, куда он поступил в 1563 г. Посвятил себя занятиям богословскими предметами и математикой. Истолкование пророчеств всегда составляло главный предмет его занятий, математика же служила для него только отдыхом. Главным предметом самостоятельных работ Непера была тригонометрия, а определяющей их направление целью — сокращение и упрощение вычислений, осуществленной в обессмертившем имя Непера изобретении логарифмов. Исследование таблиц синусов и их логарифмов, составленных Непером показало, что основанием его логарифмов есть не e =2,718281828…, а совершенно другое число (10/е 0,1)7=9999997. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 9 Механический период «Считающие часы» Вильгельма Шикарда В 1623 году Вильгельм Шикард придумал «Считающие часы» — первый механический калькулятор, умевший выполнять четыре арифметических действия. Считающими часами устройство было названо потому, что, как и в настоящих часах, работа механизма была основана на использовании звёздочек и шестерёнок. Практическое использование это изобретение нашло в руках друга Шикарда, философа и астронома Иоганна Кеплера. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 10 Суммирующая машина Паскаля Француз Блез Паскаль начал создавать суммирующую машину «Паскалину» в 1642 г. в возрасте 19 лет, наблюдая за работой своего отца, который был сборщиком налогов и был вынужден часто выполнять долгие и утомительные расчёты. Машина Паскаля представляла собой механическое устройство в виде ящичка с многочисленными связанными одна с другой шестерёнками. Складываемые числа вводились в машину при помощи соответствующего поворота наборных колёсиков. За 10 лет Паскаль построил около 50 и даже сумел продать около дюжины вариантов своей машины. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 11 Лейбниц, Готфрид Вильгельм (Gottfried Wilhelm von Leibniz; 21 июня (1 июля) 1646, Лейпциг — 14 ноября 1716, Ганновер) — немецкий (саксонский) философ и математик, славянского происхождения. Свободный доступ к книгам и врождённый талант, позволили молодому Лейбницу уже к 12 годам самостоятельно изучить латынь и взяться за изучение греческого языка. В 15-летнем возрасте Готфрид сам поступил в тот же Лейпцигский университет, где когда-то работал его отец. В свою бытность студентом он познакомился с работами Кеплера, Галилея и других учёных. Лейбниц ввёл бинарную систему счисления с цифрами 0 и 1, на которой базируется современная компьютерная техника. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 12 Счетная Машина Якобсона научный прибор Автор: Евна Якобсон Датировка: 1760-е гг. Размер: 34 х 22 х 3,5 см Техника: латунь, сталь, позолота, чеканка, гравировка Уникальный памятник вычислительной техники XVIII века. Механическая девятиразрядная счетная машина для четырех арифметических действий, сделана в г. Несвиже Минского воеводства. Единственная счетная машина того времени в музеях России. Сохранность: хорошая, отсутствуют крепежные детали. Хранится: Музей М.В.Ломоносова в составе Музея антропологии и этнографии им. Петра Великого РАН © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 13 Расположение узлов механизма на разных уровнях позволило ему сделать машину очень компактной. Самым важным достоинством машины Евны Якобсона следует считать ее надежность и удобство в работе. В отличие от других счетных машин того времени, как правило, не знавших практического применения, она была надежной и удобной в работе и использовалась длительное время. На одной из крышек устройства есть запись на латинском и немецком языках, текст которых гласит: «Изобретена и изготовлена евреем Евной Якобсоном, часовым мастером и механиком в городе Несвиже, в Литве, Минское воеводство». Эта машина была изготовлена в одном экземпляре и не имела аналогов в мире. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 14 Карл Ксавье Томас (1785 - 1870) талантливый французский инженер и предприниматель из небольшого городка Кольмар в Эльзасе. сделал первый шаг в деле создания и развития счетного машиностроения В 1818 г. К. Томас, воспользовавшись идеями немецкого ученого Готфрида Вильгельма Лейбница (1646 - 1716) разработал довольно удачную машину для выполнения четырех арифметических действий и назвал ее арифмометром (от греч. arithmos – «число» и metreo – «измеряю»). Арифмометр Томаса представляет собой настольное устройство, но весьма ощутимое по весу (15 кг). Его механизм жестко крепится в деревянном ящике-футляре и закрыт двумя металлическими панелями, слева вспомогательный ящичек для запасных частей, бумаги и т.п. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 15 Бэббидж, Чарльз (англ. Charles Babbage) (26 декабря 1791 — 18 октября 1871) — английский математик, изобретатель первой вычислительной машины. Иностранный член-корреспондент Императорской академии наук в Санкт-Петербурге (1832). Труды по теории функций, механизации счета в экономике. Сконструировал и построил (1820-22) машину для табулирования. С 1822 работал над постройкой разностной машины, закончил описание логарифмической машины, которая смогла бы производить вычисления с точностью до двадцатого знака, с многочисленными валиками и шестеренками, которые приводились в движение рычагом. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 16 Авгу́ста А́да Кинг (урождённая Ба́йрон), графиня Ла́влейс (англ. Augusta Ada King Byron, Countess of Lovelace, обычно упоминается просто Ада Лавлейс 10 декабря 1815 - 27 ноября 1852) — английский математик. Известна прежде всего созданием описания вычислительной машины, проект которой был разработан Чарльзом Бэббиджем. В 1842 году итальянский ученый Манибера познакомился с аналитической машиной, пришел в восторг и сделал первое подробное описание изобретения. Статья была опубликована на французском, и именно Ада Лавлейс взялась перевести её на английский. Позднее Бэббидж предложил ей снабдить текст подробными комментариями. Именно эти комментарии дают потомкам основания называть Аду Байрон первым программистом планеты. В числе прочего она сообщила Бэббиджу, что составила план операций для аналитической машины для решения уравнения Бернулли, которое выражает закон сохранения энергии движущейся жидкости. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 17 В материалах Бэббиджа и комментариях Лавлейс намечены такие понятия, как подпрограмма и библиотека подпрограмм, модификация команд и индексный регистр, которые стали употребляться только в 50-х годах XX века. В 1975 году Министерство обороны США приняло решение о начале разработки универсального языка программирования. Министр прочитал подготовленный секретарями исторический экскурс и без колебаний одобрил и сам проект, и предполагаемое название для будущего языка — «Ада». 10 декабря 1980 года был утверждён стандарт языка © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 18 В 1874 г. русский инженер В.Т. Однер изобрел и построил арифмометр на основе зубчатого колеса с переменным числом зубьев. ЧЕБЫШЕВ Пафнутий Львович (1821-1894) Русский математик П.Л. Чебышев в 1878 г. изобрел арифмометр с непрерывным механизмом переноса единицы из разряда в разряд. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 19 Логарифмическая линейка Логарифмическая линейка — аналоговое вычислительное устройство, позволяющее выполнять несколько математических операций, в том числе, умножение и деление чисел, возведение в степень (чаще всего в квадрат и куб), вычисление логарифмов, тригонометрических функций и другие операции. Принцип действия логарифмической линейки основан на том, что умножение и деление чисел заменяется, соответственно, сложением и вычитанием их логарифмов Инженеры программы «Аполлон» отправили человека на Луну, выполнив на логарифмических линейках все вычисления, многие из которых требовали точности в 3–4 знака. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 20 Электрический и радиотехнический период Герман Холлерит (англ. Herman Hollerith, иногда по-русски применяется написание Голлерит; 29 февраля 1860 — 17 ноября 1929) — американский инженер и изобретатель. В 1879 г. он закончил Горную школу при Колумбийском университете и стал ассистентом сначала в Колумбийском Университете, а затем и в Бюро по переписи населения (U.S. Census Bureau). В 1880-х годах изобретатель разработал оборудование для работы с перфокартами (Патенты США 395781, 395782 и 395783), которое имело значительный успех при переписях населения США в 1890-м и 1900-м г. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 21 Герман Холлерит вошел в историю как создатель электрической табулирующей системы (Hollerith Electric Tabulating System). В 1896 Холлерит создал компанию TMC (Tabulating Machine Company) для продвижения своих табулирующих машин. В 1911 он продал свою компанию, и она вошла в промышленный конгломерат C-T-R, созданный предпринимателем Чарльзом Флинтом. В 1924 C-T-R была переименована в IBM. В языке Фортран текстовая константа (строка) иногда называется «холлеритова константа». © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 22 Разработка ЭВМ и ПК Конрад Цузе (нем. Konrad Zuse; 22 июня 1910 — 18 ноября 1995) — немецкий инженер, пионер компьютеростроения. 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 © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 23 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, работала с двоичной системой. Программы для Z3 хранились на перфорированной плёнке. 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. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 24 К.Цузе наиболее известен как создатель первого действительно работающего программируемого компьютера (1941) Z4 и первого языка программирования высокого уровня Планкалкюль (1945). Планкалкюль (нем. Plankalkül), — первый в мире высоко-уровневый язык программирования. В переводе на русский это название соответствует выражению "планирующее исчисление". Язык разрабатывался как основное средство для программирования компьютера Z4, однако был пригоден и для работы с другими похожими на него вычислительными машинами. Планкалкюль поддерживал операции назначения, вызов подпрограмм, условные операторы, итерационные циклы, арифметику с плавающей запятой, массивы, иерархические структуры данных, утверждения, обработку исключений и многие другие вполне современные средства языков программирования. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 25 Тьюринг, Алан Матисон (англ. Alan Mathison Turing; 23 июня 1912 — 7 июня 1954) — английский математик, логик, крип-тограф, изобретатель машины Тьюринга. Машина Тьюринга (МТ) — абстрактный исполнитель (абстрактная вычислительная машина). Была предложена Аланом Тьюрингом в 1936 году для формализации понятия алгоритма. Машина Тьюринга является расширением конечного автомата и, согласно тезису Чёрча — Тьюринга, способна имитировать все другие исполнители (с помощью задания правил перехода), какимлибо образом реализующие процесс пошагового вычисления, в котором каждый шаг вычисления достаточно элементарен. В состав Машины Тьюринга входит бесконечная в обе стороны лента, разделённая на ячейки, и управляющее устройство, способное находится в одном из множества состояний. Число возможных состояний управляющего устройства конечно и точно © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ 26 задано. Кафедра ОМиИ Управляющее устройство может перемещаться влево и вправо по ленте, читать и записывать в ячейки ленты символы некоторого конечного алфавита. Управляющее устройство работает согласно правилам перехода, которые представляют алгоритм, реализуемый данной Машиной Тьюринга. Каждое правило перехода предписывает машине, в зависимости от текущего состояния и наблюдаемого в текущей клетке символа, записать в эту клетку новый символ, перейти в новое состояние и переместиться на одну клетку влево или вправо. Некоторые состояния Машины Тьюринга могут быть помечены как терминальные, и переход в любое из них означает конец работы, остановку алгоритма. Машина Тьюринга называется детерминированной, если каждой комбинации состояния и ленточного символа в таблице соответствует не более одного правила, и недетерминированной в противном случае. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 27 Энигма (Enigma) — трехроторная военная немецкая портативная шифровальная машина, использовавшаяся для шифрования и расшифровывания секретных сообщений. Более точно, Энигма — целое семейство электромеханических роторных машин, применявшихся с 20-ых годов XX века. Энигма использовалась в коммерческих целях, а также в военных и государственных службах во многих странах мира, но наибольшее распространение получила в нацистской Германии во время второй мировой войны. Именно Энигма Вермахта (Wehrmacht Enigma) — немецкая военная модель — чаще всего является предметом дискуссий. Эта машина получила дурную славу, потому что криптоаналитики Антигитлеровской коалиции смогли расшифровать большое количество сообщений, зашифрованных на ней. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 28 Британский Colossus был использован для взлома немецких шифров в ходе Второй мировой войны. Во время второй мировой войны, Великобритания достигла определённых успехов во взломе зашифрованных немецких переговоров. Код немецкой шифровальной машины «Энигма» был подвергнут анализу с помощью электромеханических машин, которые носили название «бомбы». Такая «бомба», разработанная Аланом Тьюрингом (Alan Turing) и Гордоном Уэлшманом (Gordon Welchman), исключала ряд вариантов путём логического вывода, реализованного электрически. Для взлома этого кода, в обстановке секретности, была создана машина «Колосс» (Colossus). Спецификацию разработали профессор Макс Ньюман (Max Newman) и его коллеги; сборка Colossus заняла 11 месяцев. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 29 Информация о существовании этой машины держалась в секрете до 1970-х гг. Уинстон Черчилль лично подписал приказ о разрушении машины на части, не превышающие размером человеческой руки. Из-за своей секретности, «Колосс» не упомянут во многих трудах по истории компьютеров. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 30 Джон фон Не́йман (нем. John von Neumann, или Янош Лайош Не́йман (венг. Neumann János Lajos), (28 декабря 1903 — 8 февраля 1957) — венгро-немецкий математик еврейского происхождения, сделавший важный вклад в квантовую физику, функциональный анализ, теорию множеств, информатику, экономику и другие отрасли науки. Наиболее известен как праотец современной архитектуры компьютеров (так называемая архитектура фон Неймана), применением теории операторов к квантовой механике (см. Алгебра фон Неймана), а также как участник Манхэттенского проекта и как создатель теории игр и концепции клеточных автоматов © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 31 Схематичное изображение машины фон Неймана. Архитектура фон Неймана — широко известный принцип совместного хранения программ и данных в памяти компьютера. Вычислительные системы такого рода часто обозначают термином «Машина фон Неймана», однако, соответствие этих понятий не всегда однозначно. В общем случае, когда говорят об архитектуре фон Неймана (нем. von Neumann), подразумевают физическое отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 32 Нейманом предложена идея хранения компьютерных программ в общей памяти. Ко времени её появления использование архитектур, основанных на наборах исполняемых инструкций и представление вычислительного процесса, как процесса выполнения инструкций, записанных в программе, чрезвычайно увеличило гибкость вычислительных систем в плане обработки данных. Один и тот же подход к рассмотрению данных и инструкций сделал лёгкой задачу изменения самих программ. Архитектура фон Неймана решала проблемы, свойственные компьютеру «Эниак», который создавался в то время, за счёт хранения программы компьютера в его собственной памяти. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 33 ЭНИАК (ENIAC, сокр. от англ. Electronic Numerical Integrator And Computer — Электронный численный интегратор и вычислитель) Электронный компьютер, удовлетворяющий требованию полноты по Тьюрингу. Построен в 1946 г. по заказу Армии США в Лаборатории баллистических исследований для расчётов таблиц стрельбы. Архитектуру компьютера разработали в 1943 году Джон Преспер Экерт и Джон Уильям Мочли, учёные из Университета Пенсильвании. В качестве основы компонентной базы применялись вакуумные лампы. Всего комплекс включал 17468 ламп, 7200 кремниевых диодов, 1500 реле, 70000 резисторов и 10000 конденсаторов. Потребляемая мощность — 150 кВт. Вычислительная мощность — 300 операций умножения или 5000 операций сложения в секунду. Вычисления производились в десятичной системе. До 1948 года для перепрограммирования ENIAC нужно было, фактически, перекоммутировать его заново. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 34 Серге́й Алексе́евич Ле́бедев (20 октября 2 ноября 1902, Нижний Новгород — 3 июля 1974, Москва) — советский учёный основоположник вычислительной техники в СССР. Первый универсальный программируемый компьютер в континентальной Европе был создан командой учёных под руководством Сергея Алексеевича Лебедева из Киевского института электротехники (СССР, Украина). ЭВМ МЭСМ (Малая электронная счётная машина) заработала в 1950 году. Она содержала около 6000 электровакуумных ламп и потребляла 15 кВт. Машина могла выполнять около 3000 операций в секунду. Другой машиной того времени была австралийская CSIRAC, которая выполнила свою первую тестовую программу в 1949 году. Лебедев был ярым противником начавшегося в 70-е годы копирования американской системы IBM 360, которая в советском варианте носила название ЕС ЭВМ. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 35 МЭСМ (Малая электронная счётная машина) — советская ЭВМ, первая универсальная электронная счётная машина в континентальной Европе. 6 ноября 1950 года — выполнен пробный пуск машины, в ходе которого решалась задача: Y'' + Y = 0; Y(0) = 0; Y(π) = 0. 4 января 1951 года — решены первые задачи: вычисление суммы нечётного ряда факториала числа; возведение в степень. 25 декабря 1951 года — начата регулярная эксплуатация машины. Данные считывались с перфокарт или набирались с помощью штеккерного коммутатора. Также мог использоваться магнитный барабан, хранящий до 5000 кодов чисел или команд. Для вывода использовалось электромеханическое печатающее устройство либо фотоустройство для получения данных на фотопленке. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 36 Перфокарта — носитель информации, предназначенный для использования системами автоматической обработки данных. Сделанная из тонкого картона, перфокарта представляет информацию наличием или отсутствием отверстий в определённых позициях карты. Перфолента (перфорированная лента) — устаревший носитель информации в виде бумажной ленты с отверстиями. Первые перфоленты использовались с середины XIX века в телеграфии, отверстия в них располагались в 5 рядов, для передачи данных использовался код Бодо. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 37 Крупносерийная малая ЭВМ "Урал-1" В Пензе в 1957 году создана одноадресная ламповая ЭВМ "Урал-1", положившая начало целому семейству "Уралов". "Урал-1" сдана в промышленную эксплуатацию в 1958 г. До конца 1961 г. было изготовлено свыше 180 машин "Урал-1". Быстродействие - 100 операций в секунду. ОЗУ на магнитном барабане 1024 36-разрядных слова. Внешнее ЗУ на магнитной ленте вмещало 40000 слов, кроме того на перфоленте можно было сохранить еще 10000 слов. ЭВМ "Урал-1" отличалась дешевизной. Главный конструктор - Б.И. Рамеев. УРАЛ” - семейство цифровых вычислительных машин общего назначения, ориентированных на решение инженерно-технических и планово-экономических задач. Первые четыре модели семейства “Урал-1”, “Урал-2”, “Урал-3” и “Урал-4” - были ламповыми машинами, “Урал-11”, “Урал-14” и “Урал-16”- на полупроводниковых элементах. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 38 БЭСМ – (Большая или Быстродействующая Электронно – Счетная Машина)— серия советских ЭВМ общего назначения, предназначенная для решения широкого круга задач. Работа над первой машиной была закончена в 1952 году. Трехадресная машина параллельного действия на электронных лампах (4000 ламп) использована двоичная система счисления с плавающей запятой. По структуре, конструкции и характеристикам машина стояла на уровне лучших зарубежных машин, "БЭСМ" оперировала с 39разрядными словами со средней скоростью 10 тысяч операций в 1 секунду. За 1959-1966 годы было создано 4 модели этого семейства: "БЭСМ-2", "БЭСМ-3", "БЭСМ-ЗМ" и "БЭСМ-4". В 1967 создана самая мощная вычислительная машина данного семейства - "БЭСМ-6"(быстродействие ее около 1 миллион операций в1 секунду, смотрите рисунок). © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 39 М-3 М-3 разработана в Лаборатории электросистем Энергетического института АН СССР. 1956 г. - представлена Госкомиссии. М-3 послужила прототипом двух промышленных серий ЭВМ: "Минск" и "Раздан". Арифметический узел и запоминающее устройство в М-3 были параллельного типа: внутреннее запоминающее устройство магнитный барабан с параллельной выборкой емкостью 2048 чисел. Объем памяти М-3 можно было увеличить до 4096 чисел подключением второго шкафа запоминающего устройства, идентичного основному. Быстродействие М-3 около 30 оп./с. После замены магнитного барабана на ферритовую память той же емкости, разработанную СКБ Минского завода, производительность машины была увеличена до 1,5 - 2 тыс. оп./с. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 40 МИНСК-22 - Электронная цифровая вычислительная машина "Минск-22" (ЭЦВМ "Минск-22"). Выпуск с 1965 г. ЭВМ “Минск-22” обрабатывает цифровую и алфавитную информацию, вводимую с перфокарт (300 карт в минуту) или с перфолент (800 строк в секунду). ОЗУ машины выполнено на ферритовых сердечниках в виде двух блоков (кубов). Ёмкость каждого куба равна 4096 ячейкам по 37 двоичных разрядов; общая емкость—8192 ячейки. Внешняя память на магнитной ленте представлена 16 лентопряжными механизмами. Общий объем внешней памяти достигал 1,6 миллионов 37-разрядных двоичных слов. Результаты обработки могли быть выведены на бумагу, перфокарты и перфоленты. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 41 ЭЦВМ "Минск-32" Электронная цифровая вычислительная машина "Минск-32". Главный конструктор: Пржиялковский В. В.; основные исполнители: Смирнов Г. Д., Пыхтин В. Я., Бостанджян Ю. Я., Мальцев Н. А., Неменман М. Е. (НИИЭВМ г.Минск) Годы выпуска: 1968 - 1975. Выпущено около 3000 шт. ЭЦВМ "Минск-32" - самая массовая ЭВМ второго поколения в СССР, широко использовалась в народном хозяйстве страны, большинство ВЦ были оснащены этими машинами. На совещании СЭВ в Будапеште в 1972 г. ЭЦВМ "Минск-32", была признана базовой для организации АСУ в странах СЭВ. Элементная база: полупроводниковые приборы П416, диодно-трансформаторные вентили. Тактовая частота - 600 кГц. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 42 Программное обеспечение: ССК и макросистемы, Кобол, Фортран со средствами отладки, автокод АКИ, впервые реализован многопрограммный режим в операционных системах ЭВМ малого класса, создана первая программноаппаратная система совместимости, обеспечивающая совместимость на уровне машинных программ и возможность исполнения ПО ЭЦВМ "Минск-22" на ЭЦВМ "Минск-32", что ускорило этап внедрения новой модели в народное хозяйство. Технико-эксплуатационные характеристики: среднее быстродействие - 30 тыс. операций/c.; емкость МОЗУ 16384+6536 слов; емкость внешнего накопителя - до 88 млн. 7-битных символов. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 43 Электронный период IBM (Ай-Би-Эм, англ. International Business Machines,) — американская корпорация, крупнейший мировой производитель всех видов компьютеров, компьютерных устройств и программного обеспечения Основана: 1888 Германом Холлеритом, инкорпорирована 1911, переименована с C-T-R в IBM в 1924 оду Расположение: Армонк, Нью Йорк, США Число сотрудников: В 2004 году в IBM насчитывалось 329 тысяч сотрудников в 170 странах. В 2005 году - - 329,373 сотрудника. Дочерние компании: Lotus Software Rational Software Tivoli Systems, Inc. Веб-сайт: http://www.ibm.com/(англ.) http://www.ibm.com/ru(русск.) © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 44 В годы Второй мировой войны компания производила стрелковое оружие (М1 Carbine и Browning Automatic Rifle). Значительные разработки в отрасли информационных технологий 1943 - Марк I (компьютер) — первый американский компьютер весом около 4,5 тонн. 1952-м появляется «IBM 701», первый большой компьютер на лампах. 1956 - первый коммерческий жёсткий диск 1957 году, IBM ввела в обиход язык FORTRAN («FORmula TRANslation»), применявшийся для научных вычислений. 1959 - появились первые компьютеры IBM на транзисторах, достигшие такого уровня надёжности и быстродействия, при котором ВВС США сочли возможным использовать их в системе раннего оповещения ПВО. 1964 - IBM/360— принято считать основателем целого класса компьютеров — «мейнфреймы» 1971 - компания представила гибкий диск, который стал стандартом для хранения данных. 1981 - SQL (англ. Structured Query Language — язык структурированных запросов) — универсальный язык, применяемый для создания, модификации и управления данными в реляционных базах данных. SQL/DS. Чуть позже к IBM присоединились Oracle, Relational Technology и другие © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ 45 производители Кафедра ОМиИ 1981 - появление Персонального Компьютера «IBM PC». 64 килобайт оперативной памяти и одного или двух флоппи-дисководов вполне хватало, чтобы исполнять операционную систему DOS, предложенную небольшой компанией Microsoft, и некоторое количество приложений. IBM PC — персональный компьютер, архитектура которого стала стандартом де-факто для отрасли на 80-е и 90-е года XX века и первое десятилетие XXI века. Открытая архитектура IBM PC во многом способствовала огромному успеху IBM PC, массовому выпуску PC-совместимых клонов множеством компаний и в конечном итоге наступлению эры персональных компьютеров и компьютерной революции. Программное обеспечение •операционные системы OS/400, z/OS, PC-DOS, OS/2 и AIX, а также активно поддерживает Linux ; файловые системы GPFS, HPFS, CFS, JFS, JFS2 •система управления базами данных DB2 ;Lotus Notes/Domino •офисный пакет Lotus SmartSuite •средства моделирования IBM Rational ;IBM WebSphere •системы управления системами Tivoli •серию компиляторов и сред разработки VisualAge (например, VisualAge C++, VisualAge Smalltalk и т. д.), а также активно поддерживает Eclipse, преемник этих сред © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 46 Внутренняя корпоративная компьютерная сеть IBM признана одной из лучших в 2006 году агентством Nielsen Norman Group Компьютеры и устройства Серверы hi-end класса Сети хранения данных специализированные суперкомпьютеры: Deep Blue, Blue Gene и т. д. мейнфреймы IBM System/360|/370|/390, Mainframe servers: zSeries Ранее IBM производила: ноутбуки ThinkPad — в декабре 2004 подразделение было продано китайской компании Lenovo Group НЖМД (серий Ultrastar, Deskstar, Travelstar и Microdrives) — с 200? года бизнес принадлежит компании Hitachi (компания Hitachi Global Storage Technologies). © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 47 IBM/360 -IBM System/360 (S/360) — это семейство компьютеров класса мейнфреймов, которое было анонсировано 7 апреля 1964 года. Это был первый ряд компьютеров, в котором проводилось чёткое различие между архитектурой и реализацией. В отличие от предыдущих серий, IBM создала линейку компьютеров, от малых к большим, от низкой к высокой производительности, все модели которой использовали один и тот же набор команд (с двумя исключениями из правила — для специфичных рынков). Эта особенность позволяла заказчику использовать недорогую модель, после чего обновиться до более крупной системы, с ростом компании — без необходимости переписывать программное обеспечение. Для обеспечения совместимости, IBM впервые применила технологию микрокода, который применялся во всех моделях серии кроме самых старших. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 48 Стоимость разработки Затраты на разработку System/360 составили около 5 млрд. долларов США (что соответствует 30 млрд. в ценах 2005 г., если сравнивать с 1964). Таким образом, это был второй по стоимости проект НИОКР 1960-х годов после программы «Аполлон». Наследие Дальнейшим развитием IBM/360 стали системы 370, 390, z9 и zSeries. В СССР IBM/360 была клонирована под названием ЕС ЭВМ. Благодаря широкому распространению IBM/360 8-битные символы и 8-битный байт как минимально адресуемая ячейка памяти стали стандартом для всей компьютерной техники. Шестнадцатеричная система, широко применявшаяся в документации IBM/360, практически вытеснила ранее доминировавшую восьмеричную. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 49 ЕС ЭВМ Компьютеры серии ЕС ЭВМ (Единая система электронных вычислительных машин) являлись аналогами компьютеров фирмы IBM серий IBM 360/370, выпускавшихся в 60—70-х гг. XX века. Были программно совместимы со своими Модель ЕС-1020 американскими прообразами. Первые компьютеры появились в 1971 году. Выпускались, в частности на заводах в Казани и Минске. Последние машины были выпущены в 1998 г. (ЕС-1220). Всего было выпущено свыше 15 000 машин ЕС ЭВМ. Компьютеры серии ЕС ЭВМ входили, в соответствии с годами выпуска, в т. н. «Ряд 1», «Ряд 2», «Ряд 3», «Ряд 4». К «Ряду 1» (аналог серии IBM 360) принадлежали модели 1010, 1020, 1030, 1032, 1040, 1050, 1060 и основанные на них усовершенствованные модели, напр., ЕС-1022. К «Ряду 2» (аналог серии IBM 370) принадлежали модели 1015, 1025, 1035, 1045, 1055, 1065 и основанные на них усовершенствованные модели, напр., ЕС-1036. «Ряд 3» и «Ряд 4» примерно соответствовали S/390. Аппаратная основа всех компьютеров — платы на микросхемах. Конструктивно компьютеры представляли собой большие стойки («шкафы») примерно в рост человека и соответствующие им по размерам периферийные устройства — принтеры, НМЛ, НМД. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 50 Компьютеры пятого поколения (персональные компьютеры) Стивен Возняк (польск. Stephen Gary Wozniak; р. 11 августа 1950, шт. Калифорния Сан-Хосе (Калифорния)), американский разработчик компьютеров и бизнесмен, соучредитель фирмы Apple. Считается одним из отцов революции персональных компьютеров. Разработал компьютеры Apple I и Apple II (последний стал самым популярным ПК 1970-х и начала 1980). Стивен Пол Джобс Steven Paul Jobs (род. 24 февраля 1955 Калифорния ) — исполнительный директор американской корпорации Apple Inc. Стивен Джобс и Стивен Возняк стали основателями компании «Apple». ЗЗанимавшаяся производством компьютеров собственной конструкции, она была основана 1 апреля 1976 года, а зарегистрирована официально в начале 1977 года. Автором большинства разработок был Стивен Возняк, тогда как Джобс выступал маркетологом. Считается, что именно Стивен Джобс убедил Возняка доработать придуманную им схему микрокомпьютера, и тем самым дал толчок к созданию нового рынка персональных компьютеров. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 51 Apple - (NASDAQ: AAPL, LSE: ACP) — американская корпорация, производитель персональных компьютеров, аудиоплейеров iPod, программного обеспечения. Один из пионеров в области персональных компьютеров и современных многозадачных операционных систем с графическим интерфейсом. Штаб-квартира — в Купертино, штат Калифорния. Тип: публичная компания (NASDAQ: AAPL, LSE: ACP) Основана: 1976 Расположение: Купертино Ключевые фигуры: Стив Джобс (главный управляющий) Отрасль: производство компьютерной техники, аудиотехники, программного обеспечения Оборот: $8,28 млрд. (2004) Чистая прибыль: $276 млн. (2004) Число сотрудников: 14,8 тыс. человек (2005) Веб-сайт: www.apple.com © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 52 До 9 января 2007 года официальным названием корпорации на протяжении более 30 лет было Apple Computer. Отказ от слова «Computer» в названии демонстрирует смену основного фокуса корпорации с традиционного для неё рынка компьютерной техники на рынок бытовой электроники. Основана в Калифорнии Стивом Джобсом и Стивом Возняком, собравшими в середине 1970-х свой первый персональный компьютер на базе процессора Motorola 6502. Продав несколько десятков таких компьютеров, молодые предприниматели получили финансирование и официально зарегистрировали фирму 1 апреля 1976 г. На протяжении двух десятилетий компания выпускала свои стильные компьютеры Macintosh на базе процессоров Motorola, оснащённые фирменной операционной системой. Раньше других разработчиков Apple ввела в широкий обиход графический интерфейс пользователя и компьютерную мышь. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 53 Продукция. В настоящее время помимо компьютеров Macintosh (настольные модели MacPro, iMac и Mac mini, ноутбуки: MacBook и MacBook Pro, серверы Xserve), а также программного обеспечения для них (операционная система Mac OS X, мультимедийный пакет iLife, Final Cut, Aperture и прочее), Apple выпускает плейеры семейства iPod, а также продаёт цифровые аудио- и видеозаписи через онлайновый магазин iTunes и выпускает профессиональные компьютерные дисплеи (Apple Cinema Display). С января 2006 Apple начала продавать компьютеры на базе процессоров Intel. В планах Apple в 2007 производить мобильные телефоны под маркой iPhone. Интересные факты После трех месяцев тщетных попыток найти название для нового бизнеса, один из основателей компании Стив Джобс поставил своим партнерам ультиматум: «Я назову компанию Apple, если к 5 часам вы не предложите лучшего». Имя Apple Джобс предложил из-за того, что в этом случае телефонный номер фирмы шёл в телефонном справочнике прямо перед Atari. Macintosh — название продававшегося в США сорта яблок, любимого фрукта Джобса. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 54 Персона́льный компью́тер — компьютер (вычислительная машина) предназначенный для личного использования, цена, размеры и возможности которого удовлетворяют запросы большого количества людей. В активное употребление термин был введён в конце 1970-х годов компанией Apple Computer для своего компьютера Apple II и впоследствии перенесён на компьютеры IBM PC. Некоторое время персональным компьютером называли любую машину, использующую процессоры Intel и работающую под управлением операционных систем MS-DOS, OS/2 и первых версий Windows. Курьёзным фактом стало отрицание принадлежности к классу персональных компьютеров вычислительных машин Amiga и Macintosh, долгое время использовавших альтернативную компьютерную архитектуру. В Советском Союзе вычислительные машины, предназначенные для личного использования, носили официальное название персональных электронных вычислительных машин (ПЭВМ). В терминологии, принятой в российских стандартах это словосочетание и сегодня указывается вместо используемого де-факто названия персональный компьютер © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 55 В августе 1981 года IBM выпустила компьютерную систему IBM PC (IBM 5150), положившую начало эпохи современных персональных компьютеров. Уже через 4 года, 23 июля 1985 года появился первый в мире мультимедийный персональный компьютер Amiga (Amiga 1000). Персональные компьютеры Amiga оставались самыми популярными и продаваемыми вплоть до 1995 года. В 1995 году произошло два ключевых события в истории ПК: банкротство корпорации Commodore и появление Microsoft Windows 95, приблизившей PC-совместимые компьютеры к тем возможностям, которые существовали на Commodore Amiga и Apple Macintosh. Сегодня возможности мультимедиа доступны в каждом доме, и на любой аппаратной платформе. По данным аналитической компании IDC, в 2005 году мировые поставки персональных компьютеров составили 202,7 млн. штук (рост на 15,8 % по сравнению с 2004 годом). © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 56 Ключевые изменения в архитектуре персональных компьютеров 25 лет персональному компьютеру Появление extended memory (более 1 Мб); переход с 16-битных на 32-битные процессоры; замена шины ISA на шину PCI; внедрение шины AGP появление стандарта ATX. переход с шины AGP (и PCI) на PCI-Express внедрение многоядерных процессоров; переход с 32-битных на 64-битные процессоры. © Кулибаба А.И. 2007 БГУ ММФ Кафедра ОМиИ 57
