Тема 3. Історія розвитку обчислювальної техніки

Історія розвитку обчислювальної техніки

Враховуючи рівень технічних досягнень, які використовувалися в обчислювальній техніці, можна виділити такі етапи її розвитку:

Етапи	Період розвитку
Ручний	Не встановлено
Механічний	Із середини XVII ст.
Електромеханічний	Із 90-х років XIX ст.
Електронний	Із 40-х років XX ст.

Ручний етап

У давнину люди користувалися різними засобами для обчислень. Найдавнішою з рахівниць вважають абак, винайдений у Китаї у Vст. до н.е. У дослівному перекладі це слово означає «дошка, на якій можна робити позначки». За допомогою рахівниці можна  додавати та віднімати числа.

 На початку XVII ст. була створена логарифмічна лінійка, яка давала можливість швидко, але наближено не тільки додавати і віднімати числа, але і множити та ділити (ще й шукати степені чисел, логарифми, ...).  

Механічний етап

Однією з перших механічних обчислю­вальних машин була машина, створена в 1642 р. 19-річним французом Блезом Паскалем. Вона була побудована на основі зубчастих коліс і могла додавати та віднімати десяткові числа.

Усі чотири арифметичні дії виконувала машина, створена у 1673 р. німецьким математиком фон Лейбніцем. Вона стала прототипом арифмометрів, які використовувалися з 1820 р. до 60-х років XX ст.

Перший крок до створення сучасних комп'ютерів зробив англієць Чарльз Беббідж, який у 1822 р. розробив проект програмно-керованої аналітичної обчислювальної машини, яка згідно із сучасною термінологією мала пам'ять, арифметичний пристрій, пристрої керування, введення і друкування. Його проект випереджав технічні можливості свого часу і не був реалізований.

Електромеханічний етап

У кінці XIX ст. було створено електромеханічні обчислювальні машини. Однією з перших був табулятор Г. Холлеріта, який опрацьовував інформацію, занесену на перфокарти. Холлеріт заснував фірму, що займалася виготовленням табуляторів, яка згодом перетворилась у ІВМ.

Електронний етап

Перша електронна обчислювальна машина (ЕОМ) «ENIAC» була створена в 1946 р, у США під керівництвом Дж. Моучлі та Д. Еккерта. «ENIAC»  важила 30 тонн і виконувала 5 тис. елементарних операцій в секунду. Відтоді починається доба ЕОМ.

Перша ЕОМ у колишньому СРСР була створена в Києві у 1950 р. під керівництвом академіка С. Лебедєва. Називалася вона «МЭСМ» (малая электронно-счетная машина). З 1951р. розпочалася розробка та випуск машин серії «БЭСМ» (большая электронно-счетная машина). У 1966р. була створена ЕОМ «БЭСМ-6», яка виконувала 10⁶ елементарних операцій за секунду і добре відома у світі своєю тривалою експлуатацією. На той час перші вітчизняні ЕОМ переважали зарубіжні аналоги.

Перший ПК Apple І виготовили два молоді інженери Стів Джобс та Стів Возняк у 1976 р. У наступному році заснована ними фірма випускає ПК Apple II.

На початку 80-х років XX століття фірма ІВМ переорієнтувалася з випуску за­собів зв'язку та великих обчислювальних машин на виробництво ПК. У 1981 р. на комп'ютерному ринку з'явилися ПК ІВМ РС. З цього часу фірма IВМ стала лідером на ринку комп'ютерної техніки. У 1983 р. ІВМ випускає комп'ютер ІВМ РС ХТ з «вінчестерним диском», у 1984 р. -— комп'ютер ІВМ РС АТ на базі мікропроцесора Intel 80286.

Із початку 90-х років XX століття спостерігається спеціалізація комп'ютерних фірм на виготовленні окремих апаратних складових (на рівні пристроїв, електронних плат або мікросхем) для ПК. Фірма, яка реалізує ПК, здійснює їх збирання.

Жоден технічний пристрій не вдосконалювався так швидко, як ЕОМ. Кожні 2-4 роки нові моделі витісняли старі. Виділяють п'ять поколінь ЕОМ. Поділ на покоління проводився за елементною базою (сукупністю елементів, з яких будується комп'ютер) і структурою (основними принципами побудови) комп'ютера.

Покоління	Роки	Елементна база	Швидкодія	Застосування	Приклади
1	50-і ХХ ст.	Вакуумні електронні лампи	10-20 тис. оп./сек	Розрахункові задачі	ENIAC(США) МЭСМ(СРСР)
2	60-і ХХ ст.	Напівпровідники	100-500 тис. оп/сек.	Інженерні, наукові,економічні задачі	IBM 701(США) БЭСМ-6(СРСР)
3	70-і ХХ ст.	Інтегральні схеми	1 млн. оп./сек.	АСУ, САПР, науково-технічні задачі	IBM 360(США) ЕС 1030, 1060 (СРСР)
4	80, 90-і ХХ ст.	Великі інтегральні схеми, мікропроцесори	Десятки і сотні млн. оп./сек.	Управління, комунікації, АРМ, обробка текстів, графіки, звуку	ПК, сервери
5	90 – ХХ ст.	У процесі розробки: машини з інтелектуальним інтерфейсом, нейрокомп’ютери.

На даний час експлуатуються комп'ютери 4-го покоління, і ведуться інтенсивні розробки комп'ютерів нового покоління — «інтелектуальних» машин п'ятого покоління.

Ідея їх створення була висунута в 1979 р. в Японії. Комп'ютери п'ятого покоління матимуть принципово нову архітектуру і технічні рішення, вони володітимуть величезними обсягами пам'яті та швидкодією близько сотень мільярдів елементарних операцій за секунду. Користувацько-машинний інтерфейс буде наближено до форм спілкування між людьми. Такі машини будуть системами обробки знань, а не даних, як це має місце щодо комп'ютерів попередніх поколінь. Для розв'язування задачі з використанням сучасних комп'ютерів людина повинна сформулювати її, розробити модель, скласти програму. У комп'ютерах п'ятого покоління опис і моделювання здійснюватимуться на рівні інтерфейсу, тобто машина зможе зрозуміти опис задачі, виразити її у формі моделі й синтезувати програму. Взаємодія людини з машиною здійснюватиметься з використанням усного мовлення, природної мови, зображень, образів тощо.

Приклади розробки обчислювальної техніки 5 покоління:

1.Дослідний центр міністерства оборони США Arpa створив робота-коня, який реагує на голос, для перенесення вантажів у складній місцевості.

2. В Японії створені роботи-домашні тваринки (песики, котики) для допомоги одиноким людям похилого віку. Тваринка може виміряти тиск, оцінити стан здоров’я людини, передати ці дані у медичний центр, при потребі викликати термінову допомогу.

            На сьогоднішній день комп’ютерна техніка використовується практично у всіх сферах людської діяльності. Для розв’язання різних типів задач використовуються різні типи комп’ютерів.

            Класифікація комп’ютерів:

1.    IBM-сумісні персональні комп’ютери.

Це універсальні комп’ютери, вони можуть використовуватись для розв’язання будь-яких задач.

2.    Персональні пристрої: ноутбуки, планшети, смартфони.

Наприклад, Apple випускає ноутбуки imac, macbook, планшет ipad, телефон iphone.

3.    Сервери і хмари.

Сервери-це потужні ПК з великим дисковим простором, використовуються в комп’ютерних мережах для централізованого збереження і обробки даних.

Хмари об’єднують комп’ютери і дають можливість виділити користувачу дисковий простір, процесорний час і оперативну пам’ять.

4.    Суперкомп’ютери.

Це комп’ютери, які створені для обробки великих обсягів інформації. Часто їх використовують для роботи з тривимірним моделювання та анімацією. Наприклад, для визначення погоди, економічних ситуацій, атомних вибухів, створення і тестування ігор.

5.    Мікрокомп’ютери.

Вони названі RaspberriPi. Мікропроцесори 2,4,8-ядерні зі швидкодією 1,2-2 Гц, оперативна пам’ять 512 МБ – 1,2 ГБ.