История развития ЭВМ

Вслед за первым серийным компьютером UNIAC-1 фирма REMINGTON-RAND в 1952 году выпустила ЭВМ UNIAC-1103, которая работала в 50 раз быстрее. 

В октябре 1952 году группа сотрудников фирмы REMINGTON-RAND предложила алгебраическую форму записи алгоритмов; на основе этого офицер военно-морских  сил США и руководитель группы программистов, капитан Грейс Хопперт разработала первую программу-компилятор A-0. 

Фирма IBM также сделала  первые шаги в области автоматизации  программирования, создав в 1953 году для  машины IBM-701 «Систему быстрого кодирования». В 1957 году группа Д. Бэкуса завершила  работу над ставшим впоследствии популярным языком программирования высокого уровня ФОРТРАНОМ. Он способствовал  расширению сферы деятельности компьютеров. 

В 1951 году фирма Ferranti стала выпускать машину «Марк-1». А через 5 лет выпустила ЭВМ «Pegasus», использующую концепцию регистров общего назначения. 

В СССР в 1948 году проблемы развития вычислительной техники становятся общегосударственной задачей. 

В 1950 году в Институте  точной механики и вычислительной техники (ИТМ и ВТ АН СССР) организован  отдел цифровой ЭВМ для разработки и создания большой ЭВМ. Эту работу возглавил С. А. Лебедев (1902—1974). В 1951 году здесь была спроектирована машина БЭСМ, а в 1952 году началась её эксплуатация. 

В проекте вначале  предлагалось использовать трубки Вильямса, но до 1955 г. в качестве элемента памяти использовали ртутные линии. БЭСМ могла  совершать 8 000 оп/с. Серийно она стала  выпускаться с 1956 года под названием  БЭСМ-2.

[править]

Транзисторные ЭВМ 

В середине 50-ых гг. XX века, когда ламповые компьютеры достигли «насыщения», ряд фирм объявил о  работах по созданию транзисторных  ЭВМ. Первоначально это вызвало  скептицизм из-за того, что производство полупроводников будет сложным  и дорогостоящим. Однако этого не случилось — постоянно совершенствовались методы производства транзисторов. В 1955 году в США было объявлено о  создании цифрового компьютера TRADIC, построенного на 800 транзисторах и 11 000 германиевых диодах. В этом же году фирма объявила о создании полностью  транзисторной ЭВМ. Первая такая  машина «Philco-2000» была сделана в  ноябре 1958 года, она содержала 56 тыс. транзисторов, 1 200 диодов, но всё же в её составе было 450 электронных  ламп. «Philco-2000» выполняла сложение за 1,7 мкс, умножение — за 40,3 мкс. 

В Англии транзисторная  ЭВМ «Elliot-803» была выпущена в 1958 году, в ФРГ — «Simens-2002» и в Японии H-1 — в 1958 году, во Франции и Италии — в 1960 году. В СССР группа разработчиков  во главе с Е. Л. Брусиловским в 1960 году в НИИ математических машин  в Ереване завершила разработку полупроводниковой ЭВМ «Раздан-2», её серийный выпуск начат в 1961 году. В это же время появились компьютеры и не на полупроводниках. Так, в Японии была выпущена ЭВМ «Senac-1» на параметронах, в СССР — «Сетунь», а во Франции — CAB-500 на магнитных элементах. «Сетунь», разработанная в МГУ под руководством Н. П. Брусенцова, стала единственной серийной ЭВМ, работавшая в троичной системе счисления. 

Значительным событием в конструировании машин второго  поколения стали ЭВМ «Atlas» (выпущена в Англии в 1961 году), в которой были применены концепции виртуальной (кажущейся) памяти, «Stretch» и CDC-6600 (США) и БЭСМ-6 (СССР). 

В 1960 году фирма IBM разработала  мощную вычислительную систему «Stretch» (IBM-7030), разработчики которой добились 100-кратного увеличения быстродействия: в её состав входило 169 тыс. дрейфовых транзисторов с тактовой частотой переключения в 100 МГц. 

Большой вклад в  развитие компьютеров второго поколения  внесла фирма Control Data, разработавшая в 1960 году ЭВМ CDC-6600 (первый образец был установлен в Лос-Анжелесе в 1964 г.). 

В архитектуре CDC-6600 было использовано новое решение  — многопроцессорная обработка: многочисленные арифметико-логические устройства с десятью периферийными  процессорами, что обеспечивало машине производительность более чем 3 млн. оп/с. 

В СССР после выпуска  первой серийной ЭВМ второго поколения  «Раздан-2» было разработано ещё  около 30 моделей по такой же технологии. Минским заводом вычислительной техники им. Серго Орджоникидзе в 1963 году была выпущена первая транзисторная  ЭВМ «Минск-2», а затем её модификации: «Минск-22», «Минск-22М», «Минск-23» и  в 1968 году — «Минск-32», которые долгое время играли главную роль в автоматизации  различных отраслей народного хозяйства. 

В Институте кибернетики  АН УССР под руководством В. М. Глушкова в 60-е гг. ХХ века разработан ряд различных  малых машин: «Проминь» (1962 г.), «Мир», «Мир-1» (1965 г.) и «Мир-2» (1969 г.) — впоследствии применяемых в вузах и научно-исследовательских организациях. 

В 1964 году в Ереване  также были созданы малые ЭВМ  серии «Наири», отличающихся от ЭВМ «Мир» некоторыми структурными особенностями. 

В том же году в  Пензе была разработана и пущена в производство серия машин «Урал» (главный конструктор Б. И. Рамеев), позже в 1965 и 1967 гг. появились модификации — «Урал-11» и «Урал-16». ЭВМ серии «Урал» имели унифицированную систему связи с периферийными устройствами. 

Машина МЭСМ-6 состояла из 60 тыс. транзисторов и 200 тыс. полупроводниковых  диодов, имела высокую надёжность и высокое быстродействие — 1 млн. оп/с. 

При появлении ЭВМ  второго поколения разработчики занялись разработкой и создание языков программирования, обеспечивающих удобный набор программ. 

Одним из первых языков программирования был АЛГОЛ (создан группой ученых американской Ассоциацией  по вычислительной техники)..

[править]

Эпоха интегральных схем 

В декабре 1961 года специальный  комитет фирмы IBM, изучив техническую  политику фирмы в области разработки вычислительной техники, представил план-отчёт  создания ЭВМ на микроэлектронной основе. Во главе реализации плана встали два ведущих разработчика фирмы  — Д. Амдал и Г. Блау. Работая с проблемой производства логических схем, они предложили при создании семейства использовать гибридные интегральные схемы, для чего при фирме в 1963 году было открыто предприятие по их выпуску. В начале апреля 1964 года фирма IBM объявила о создании шести моделей своего семейства IBM-360 («System-360»), появление которого ознаменовало появление компьютеров третьего поколения. 

За 6 лет существования  семейства фирма IBM пустила более 33 тыс. машин. Затраты на научно-исследовательские  работы составили примерно полмиллиарда долларов (по меркам того времени —  сумма была просто огромной). 

При создании семейства  «System-360» разработчики встретились  с трудностями при создании операционной системы, которая должна была отвечать за эффективное размещение и использование  ресурсов ЭВМ. Первая из них, универсальная  операционная система называлась DOS, предназначенная для малых и  средних ЭВМ, позже была выпущена операционная система OS/360 — для  больших. До конца 60-х гг. фирма IBM в  общей сложности выпустила более 20 моделей семейства IBM-360. В модели 85 впервые в мире был применена  кэш-память (от фр. cache — тайник), а модель 195 стала первой ЭВМ на монолитных схемах. 

В конце 1970 года фирма IBM стала выпускать новое семейство  вычислительных машин — IBM-370, которой  сохранило свою совместимость с IBM-360, но и имело ряд изменений: они были удобны для комплектования многомашинных и многопроцессорных  вычислительных систем, работающих на общем поле оперативной памяти. 

Почти одновременно с IBM компьютеры третьего поколения  стали выпускать и другие фирмы. В 1966—1967 гг. их выпускали фирмы Англии, ФРГ и Японии. В Англии фирмой ICL был основан выпуск семейства  машин «System-4» (производительность от 15 до 300 тыс. оп/с). В ФРГ были выпущены машины серии 4004 фирмы Siemens (машины этого семейства полностью копировали ЭВМ семейства «Spectra-70»), а в Японии — машины серии «Hytac-8000», разработанные фирмой Hitachi (это семейство являлось модификацией семейства «Spectra-70»). Другая японская фирма Fujitsu в 1968 году объявила о создании серии ЭВМ «FACOM-230». 

В Голландии фирма  Philips Gloeilampenfabriken, образованная в 1968 году для выпуска компьютеров, стала выпускать компьютеры серии P1000, сравнимой с IBM-360. В декабре 1969 года ряд стран (НРБ, ВНР, ГДР, ПНР, СССР и ЧССР, а также в 1972 году — Куба, а в 1973 году — СРР) подписали Соглашение о сотрудничестве в области вычислительных технологий. 

На выставке «ЕСЭВМ-73» (1973 г.) были показаны первые результаты этого сотрудничества: шесть моделей  компьютеров третьего поколения  и несколько периферийных устройств, а также четыре ОС для них. 

С 1975 года начался  выпуск новых модернизированных  моделей ЕС-1012, ЕС-1022, ЕС-1032, ЕС-1033, имеющих  наилучшее соотношение производительность/стоимость, в которых использовались новые  логические схемы и схемы полупроводниковой  памяти. 

Вскоре появились  машины второй серии сотрудничества. Наиболее ярким представителем его  была мощная модель ЕС-1065, представлявшая собой многопроцессорную системы, состоящую из четырех процессоров  и имевшую память 16 Мбайт. Машина была выполнена на интегральных схемах ИС-500 и имела производительность 4—5 млн. оп/с. 

С машинами третьего поколения связано ещё одно значительное событие — разработка и внедрение  визуальных устройств ввода-вывода алфавитно-цифровой и графической  информации с помощью электронно-лучевых  трубок — дисплеев, использование  которых позволило достаточно просто реализовать возможности вариантного  анализа. 

История появления  первых прототипов современных дисплеев относится к послевоенным годам. В 1948 году Г. Фуллер, сотрудник лаборатории вычислительной техники Гарвардского университета, описал конструкцию нумероскопа. В этом приборе, под руководством ЭВМ, на экране электронно-лучевой трубки появлялась цифровая информация. 

Дисплей принципиально  изменил процесс ввода-вывода данных и упростил общение с компьютером. 

В 70-ых гг. XX века благодаря  появлению микропроцессоров стало  возможным осуществлять буферизацию  как данных, принимаемых с экранного  терминала, так и данных, передаваемых ЭВМ. Благодаря чему регенерацию  изображения на экране удалось реализовать  средствами самого терминала. Появилась  возможность редактирования и контроля данных перед их передачей в ЭВМ, что уменьшило число ошибок. На экране появился курсор — подвижная  метка, инициализирующая место ввода  или редактирования символа. Экран  дисплея стал цветным. Появилась  возможность отображения на экране сложных графических изображений  — это дало возможность для  создания красочных игр (хотя первые компьютерные игры появились ещё  в 1950-е, но были псевдографическими) и  предназначенных для работы с  графикой программ.

[править]

Четвёртое поколение 

Это поколение ЭВМ  связано с развитием микропроцессорной  техники. В 1971 году компания Intel выпустила микросхему Intel-4004 — первый микропроцессор и родоначальник доминирующего и самого известного сегодня семейства. 

История четвёртого поколения началось с того, что  японская фирма Busicom (ныне уже не существует) заказала Intel Corporation изготовить 12 микросхем для использования их в калькуляторах различных моделей. Малый объём каждой партии микросхем увеличивал стоимость их разработки. Однако разработчикам удалось создать такое устройство — микропроцессор, который мог использоваться во всех микрокалькуляторах. Его тактовая частота — около 0,75 МГц. Процессор был четырёхразрядным, то есть позволял кодировать все цифры и специальные символы, что было достаточно для калькулятора. 

Однако компьютеры работают не только с цифрами, но и  с текстом. Для того чтобы закодировать все цифры, буквы и специальные  символы, потребовался бы 8-разрядный  процессор. Он появился в 1972 году и назывался Intel-8008, а в 1974 году появился процессор Intel-8080. Он был выполнен по NMOS-технологии (англ. N-cannel Metal Oxide Semiconductor), его тактовая частота составила 2 МГц, при этом в самом микропроцессоре было реализовано деление чисел. 

Таким образом, история  развития электроники подошла к  созданию персональных компьютеров (ПК). Во второй половине 70-х гг. появилась  потребность в компьютерах для  одного рабочего места. Первые такие  ПК базировались на 8-разрядных процессорах  — Intel-8080 и процессорах фирмы Zilog Corporation — Z80. ОС для них разработала компания Digital Research CP/M (англ. Control Program for Microcomputers). 

Создателями первого  ПК были два молодых американских техника: Стивен Джобс, работавший в  фирме Atari, и Стив Возняк из компании HewlettPackard. Летом 1976 года в гараже родителей Джобса они соорудили первый ПК и назвали его «Apple-I» — «яблоко». Для того чтобы достать необходимые детали Джобсу пришлось продать свой автомобиль «Фольксваген». 

Apple-I не имел ни клавиатуры, ни корпуса. В апреле 1977 года они сконструировали ещё один ПК — Apple-II (в это же время появилась и знаменитая эмблема фирмы Apple — надкушенное разноцветное яблоко), он имел одноплатную конструкцию и шину расширения, позволяющую подсоединять дополнительные устройства. Клавиатура была помещена в отдельный корпус. В качестве центрального процессора был взят надёжный 8-разрядный 6502. Память составляла всего лишь 8 Кбайт, но для её увеличения использовалась магнитофонная лента, запускаемая с обычного кассетного магнитофона. В дальнейшем к Apple-II были разработаны графические видеоадаптеры, дисковая ОС для управления ОП и нижний регистр для символов, который могли размешаться на экране в 80 столбцах.