Электронный этап
(со второй половины 40-х годов ХХ в.)
Филимонов
Электронный этап (создание ЭВМ) начинается с созданием в 1945г. в США электронной вычислительной машины ENIAK. В истории развития ЭВМ 5 поколений, которые отличаются в элементарной базе, логической архитектуре и программном обеспечении, различаются по быстродействию, оперативной памяти, способам ввода и вывода информации.
Электронный этап можно разделить на Поколения ЭВМ:
I поколение ЭВМ (1950-1960)
Машины строились на электровакуумных лампах. Электронные лампы устанавливались на специальные шасси, и общее количество таких ламп составляло около 20000. ЭВМ была сконструирована в виде громадных шкафов, которые занимали огромный зал и потребляли большое количество электроэнергии. Обслуживание ЭВМ требовало от персонала высокого профессионализма.
Электронная база: электровакуумные лампы, резисторы, конденсаторы, реле. Быстродействие – в пределах 5-30 тыс. арифметических оп/с. Носителями информации были перфокарты и перфоленты.
ЭВМ отличались невысокой надежностью, требовали систем охлаждения и имели значительные габариты. Процесс программирования требовал значительного искусства, хорошего знания архитектуры ЭВМ и ее программных возможностей. На первых порах данного этапа использовалось программирование в кодах ЭВМ (машинный код), затем появились автокоды и ассемблеры. Как правило, ЭВМ первого поколения использовались для научно-технических расчетов, а сам процесс программирования больше напоминал искусство, которым занимался весьма узкий круг математиков, инженеров-электриков и физиков.
ЭВМ EDSAC, 1949 г.
В 1948 г. академик Сергей Алексеевич Лебедев предложил проект первой на континенте Европы ЭВМ – Малой электронной счетно-решающей машины (МЭСМ). В 1951 г. МЭСМ официально вводится в эксплуатацию, на ней регулярно решаются вычислительные задачи. Машина оперировала с 2 разрядными двоичными кодами с быстродействием 50 операций в секунду, имела оперативную память 100 ячеек на электронных лампах. Она имеет около 6000 электровакуумных ламп (около 3500 триодов и 2500 диодов), занимает площадь 60 м2, потребляет мощность около 25 кВт.
Сергей Алексеевич Лебедев – основоположник компьютерной техники в СССР. Под его руководством были созданы 15 типов ЭВМ, начиная с ламповых, заканчивая современными суперкомпьютерами на интегральных схемах.
II поколение ЭВМ (1960-1970)
Следующим крупным шагом в истории компьютерной техники стало изобретение транзисторов в 1947 г. Они стали заменой хрупким и энергоемким лампам. О компьютерах на транзисторах обычно говорят как о «втором поколении». Благодаря транзисторам и печатным платам, было достигнуто значительное уменьшение размеров и объемов потребляемой энергии, а также повышение надежности. Быстродействие от сотен тысяч до миллионов операций в секунду.
Сама ЭВМ представляла собой от 8 до 10 однотипных стоек выше человеческого роста. Размещались также в машинном зале. Появляются вычислительные центры, где происходила централизованная обработка данных. Элементная база: полупроводниковые элементы, печатные платы, навесной монтаж. Носителями информации были магнитные ленты.
В СССР в 1967 г. вступила в строй наиболее мощная в Европе ЭВМ второго поколения БЭСМ-6 (Большая Электронная Счетная Машина), которая могла выполнять 1 миллион операций в секунду. В БЭСМ-6 использовалось 260 тыс. транзисторов, устройства внешней памяти на магнитных лентах для хранения программ и данных, а также алфавитно-цифровые печатающие устройства для вывода результатов вычислений.
Работа программистов значительно упростилась, так как стала проводиться с использованием языков программирования высокого уровня (Алгол, Бейсик и др.).
III поколение ЭВМ (1970-1980)
Начало III поколению вычислительных машин положило изобретение в 1960 г. интегральных схем, которые независимо друг от друга изобрели лауреат Нобелевской премии Джек Килби и Роберт Нойс. Позже это привело к изобретению микропроцессора Тэдом Хоффом (компания Intel). В интегральной схеме (маленькой полупроводниковой пластине) могут быть плотно упакованы тысячи транзисторов, каждый из которых имеет размеры, сравнимые с толщиной человеческого волоса. Интегральные схемы (ИС) вставляются в специальные гнезда на печатной плате. ИС – это кремниевый кристалл, площадь которог примерно 10 мм2. Миникомпьютеры на интегральных схемах отличаются большей надежностью и малыми размерами. Быстродействие от сотен тысяч до миллиона оп/с. Носитель информации – гибкий диск.
В вычислительных машинах третьего поколения появилось эффективное видеотерминальное устройство общения оператора с машиной – видеомонитор, или дисплей. В 1969 г. зародилась первая глобальная компьютерная сеть – зародыш того, что мы сейчас называем Интернетом.
IV поколение ЭВМ (1970-1980)
Характеризуется всевозможными изменениями в структуре ПК. Создаются большие интегральные схемы (БИС), появляется микропроцессор. В то же время появляется термин – компьютер, который полностью вытеснил термин ЭВМ. Вычислительные системы на больших интегральных системах (БИС) имеют большой объем памяти, позволяют подключать большое количество устройств ввода и вывода информации. Для ввода данных и команд используется клавиатура. Микропроцессор, разработанный в 1971 г., позволил создать центральный процессор на одном чипе. Быстродействие таких машин составляет тысячи миллионов операций в секунду. Носитель информации – лазерный диск.
История создания первого IBM PC, положившего начало семейству наиболее распространенных современных компьютеров, началась в июле 1980 г. и была завершена 12 августа 1981 г. представлением модели IBM 5150. Очень большую роль в развитии компьютеров сыграли две ныне гигантские фирмы Microsoft и Intel.