Datateknologiske datamaskiners historie. Datamaskiner og enheter fra antikken til i dag - dokument

Historien om utviklingen av datateknologi er betinget delt inn i 5 generasjoner.

1. generasjon (1945-1954) - tidspunktet for dannelsen av maskiner med von Neumann-arkitektur (John von Neumann), basert på å skrive programmet og dets data inn i minnet til en datamaskin. I løpet av denne perioden dannes et typisk sett med strukturelle elementer som er en del av datamaskinen. En typisk datamaskin bør bestå av følgende noder: den sentrale prosessorenheten (CPU), vilkårlig tilgangsminne (eller RAM) og input-output-enheter (I/O). CPU'en må på sin side bestå av en aritmetisk logikkenhet (ALU) og en kontrollenhet (CU). Maskinene til denne generasjonen jobbet på en lampeelementbase, på grunn av hvilken de absorberte en enorm mengde energi og var veldig upålitelige. Med deres hjelp ble i utgangspunktet vitenskapelige problemer løst. Programmer for disse maskinene kunne ikke lenger skrives på maskinspråk, men på assemblerspråk.

2. generasjon (1955-1964). Generasjonsskiftet ble bestemt av fremveksten av en ny elementbase: i stedet for en klumpete lampe, begynte miniatyrtransistorer å bli brukt i datamaskiner, forsinkelseslinjer som elementer i tilfeldig tilgangsminne ble erstattet av magnetisk kjerneminne. Dette førte til slutt til en reduksjon i størrelse, en økning i påliteligheten og ytelsen til datamaskiner. I datamaskinarkitekturen dukket det opp indeksregistre og maskinvare for å utføre flyttalloperasjoner. Kommandoer er utviklet for å kalle subrutiner. Språk på høyt nivå dukket opp - Algol, FORTRAN, COBOL - som skapte forutsetningene for fremveksten av bærbar programvare som ikke avhenger av typen datamaskin. Med fremveksten av språk på høyt nivå oppsto kompilatorer for dem; biblioteker av standard subrutiner og andre ting som er godt kjent for oss nå: En viktig innovasjon er utseendet til input-output-prosessorer. Disse spesialiserte prosessorene gjorde det mulig å frigjøre CPU fra I/O-kontroll og la I/O utføres av en spesialisert enhet samtidig med beregningsprosessen. Operativsystemer (OS) begynte å bli brukt for å effektivt administrere maskinressurser.

3. generasjon (1965-1970). Generasjonsskiftet var igjen på grunn av fornyelsen av elementbasen: i stedet for transistorer i forskjellige datanoder begynte man å bruke integrerte kretser med forskjellige grader av integrasjon. Mikrokretser gjorde det mulig å plassere dusinvis av elementer på en tallerken noen få centimeter stor. Dette i sin tur økte ikke bare ytelsen til datamaskiner, men reduserte også størrelsen og kostnadene. Økningen i datakraft gjorde det mulig å kjøre flere programmer samtidig på én datamaskin. For å gjøre dette var det nødvendig å lære å koordinere med hverandre samtidig utførte handlinger, for hvilke funksjonene til operativsystemet ble utvidet. Samtidig med aktiv utvikling innen maskinvare og arkitektoniske løsninger, øker andelen utvikling innen programmeringsteknologi. På dette tidspunktet ble det aktivt utviklet det teoretiske grunnlaget for programmeringsmetoder, kompilering, databaser, operativsystemer osv. Applikasjonsprogramvarepakker ble laget for ulike områder av menneskelivet. Det er en tendens til å lage familier av datamaskiner, det vil si at maskiner blir kompatible fra bunnen og opp på maskinvare- og programvarenivå. Eksempler på slike familier var IBM System 360-serien og vår innenlandske motpart, ES-datamaskinen.

4. generasjon (1970-1984). En annen endring i grunnstoffgrunnlaget førte til et generasjonsskifte. På 1970-tallet ble det arbeidet aktivt med å lage store og superstore integrerte kretser (LSI og VLSI), som gjorde det mulig å plassere titusenvis av elementer på en enkelt brikke. Dette førte til en ytterligere betydelig reduksjon i størrelsen og kostnadene til datamaskiner. På begynnelsen av 1970-tallet ga Intel ut i4004-mikroprosessoren (MP). Og hvis det før det bare var tre retninger i datateknologiens verden (superdatamaskiner, store datamaskiner (stordatamaskiner) og minidatamaskiner), er det nå lagt til en retning til dem - mikroprosessor.

Prosessor kalt en funksjonell enhet av en datamaskin designet for logisk og aritmetisk behandling av informasjon basert på prinsippet om mikroprogramkontroll. Ved maskinvareimplementering kan prosessorer deles inn i mikroprosessorer (fullstendig integrering av alle funksjonene til prosessoren) og prosessorer med lav og middels integrasjon. Strukturelt kommer dette til uttrykk i det faktum at mikroprosessorer implementerer alle funksjonene til en prosessor på en enkelt brikke, mens andre typer prosessorer implementerer dem ved å koble sammen et stort antall mikrokretser.

5. generasjon kan kalles mikroprosessor. I 1976 fullførte Intel utviklingen av 16-bit i8086-mikroprosessoren. Den hadde en tilstrekkelig stor registerkapasitet (16 biter) og systemadressebussen (20 biter), på grunn av denne kunne den adressere opptil 1 MB RAM. I 1982 ble i80286 opprettet. Denne mikroprosessoren var en forbedret versjon av i8086. Den støttet allerede flere driftsmoduser: ekte, da adressen ble dannet i henhold til reglene i i8086, og beskyttet, som implementerte multitasking og virtuell minneadministrasjon i maskinvare, hadde i80286 også en stor adressebussbredde - 24 bits mot, 20 for i8086, og derfor kunne den adressere opptil 16 MB RAM. De første datamaskinene basert på denne mikroprosessoren dukket opp i 1984. I 1985 introduserte Intel den første 32-bits mikroprosessoren, i80386, som var maskinvarekompatibel fra bunnen og opp med alle tidligere Intel-mikroprosessorer. Den var mye kraftigere enn forgjengerne, hadde en 32-bits arkitektur og kunne direkte adressere opptil 4 GB RAM. i386-mikroprosessoren begynte å støtte en ny driftsmodus - den virtuelle i8086-modusen, som ikke bare sikret større effektivitet av programmene utviklet for i8086, men også tillot flere slike programmer å fungere parallelt.

Utdannings- og vitenskapsdepartementet i Den russiske føderasjonen

Federal Agency for Education

SEI VPO "Ural State Economic University"

Institutt for økonomi og juss

USUE filial i N. Tagil

Test

etter disiplin:

"Informatikk"

Alternativ 8___

Emne: "Historien om utviklingen av datateknologi"

Utfører:

student gr. 1 EKIP

Gorbunova A.A.

Lærer:

Skorokhodov B.A.

Innledning………………………………………………………………………………………………..3

1 Utviklingsstadier av datateknologi…………………………………………..4

2 Kjennetegn ved datamaskingenerasjoner…………………………………………………………………...9

3 Datateknologiens rolle i menneskelivet……………………… 13

Konklusjon……………………………………………………………………………………… 14

Introduksjon

Kunnskap om historien til utviklingen av datateknologi er en integrert del av den faglige kompetansen til en fremtidig spesialist innen informasjonsteknologi. De første trinnene i automatiseringen av mentalt arbeid refererer spesifikt til beregningsaktiviteten til en person som allerede på de tidligste stadiene av sivilisasjonen begynte å bruke midler til instrumentell beregning.

Samtidig bør man huske på at de velprøvde virkemidlene for å utvikle datateknologi brukes av mennesker i dag for å automatisere ulike typer beregninger.

Automatiserte systemer er en integrert del av enhver virksomhet og produksjon. Nesten alle ledelses- og teknologiske prosesser bruker datateknologi til en viss grad. Bare én datamaskin kan øke effektiviteten til bedriftsadministrasjon betraktelig uten å skape flere problemer. I dag er personlige datamaskiner installert på hver arbeidsplass, og som regel er det ingen som tviler på nødvendigheten deres. Betydelige mengder datateknologi og deres spesielle rolle i funksjonen til enhver bedrift utgjør en rekke nye oppgaver for ledelsen.

Denne artikkelen vil vurdere historien til utviklingen av datateknologi, som vil bidra til å forstå og fordype seg i essensen og betydningen av datamaskiner.

1 Utviklingsstadier av dataanlegg

Det er flere stadier i utviklingen av datateknologi, som folk bruker på nåværende tidspunkt.

Manuell utviklingsstadium av datafasiliteter.

Den manuelle perioden med automatisering av beregninger begynte ved begynnelsen av menneskelig sivilisasjon og var basert på bruk av ulike deler av kroppen, først og fremst fingre og tær.

Fingertelling er forankret i antikken, og forekommer i en eller annen form blant alle folkeslag i dag. Kjente middelaldermatematikere anbefalte fingertelling som et hjelpeverktøy, som tillater ganske effektive tellesystemer. Telleresultatene ble registrert på forskjellige måter: hakk, tellepinner, knuter, osv. For eksempel hadde folkene i pre-columbiansk Amerika en høyt utviklet knutetelling. Dessuten fungerte systemet med knuter også som en slags kronikker og annaler, med en ganske kompleks struktur. Å bruke den krevde imidlertid god hukommelsestrening.

Å telle ved hjelp av gruppering og forskyvning av gjenstander var forløperen til tellingen på kulerammen, antikkens mest avanserte telleinstrument, som har overlevd til i dag i form av ulike typer beretninger.

Kulerammen var det første utviklede telleinstrumentet i menneskehetens historie, hvor hovedforskjellen fra tidligere beregningsmetoder var utførelsen av beregninger med sifre. Dermed innebærer bruken av en kuleramme allerede tilstedeværelsen av et eller annet posisjonelt tallsystem, for eksempel desimal, ternær, quinær, etc. Den århundregamle måten å forbedre kulerammet på førte til opprettelsen av en telleanordning av en ferdig klassisk form , brukt frem til storhetstiden til stasjonære tastaturer. Selv i dag, noen steder, kan han bli funnet til hjelp i oppgjørstransaksjoner. Og bare utseendet til elektroniske lommekalkulatorer på 70-tallet av vårt århundre skapte en reell trussel mot videre bruk av russiske, kinesiske og japanske kontoer - de tre viktigste klassiske formene for kuleramme som har overlevd til i dag. Samtidig går det siste kjente forsøket på å forbedre russiske kontoer ved å kombinere dem med multiplikasjonstabellen tilbake til 1921.

Godt tilpasset til å utføre addisjons- og subtraksjonsoperasjoner, viste abacus seg å være en utilstrekkelig effektiv enhet for å utføre multiplikasjons- og divisjonsoperasjoner. Derfor var oppdagelsen av logaritmer og logaritmiske tabeller av John Napier på begynnelsen av 1600-tallet det neste store steget i utviklingen av manuelle datasystemer. Deretter vises en rekke modifikasjoner av logaritmiske tabeller. Men i praktisk arbeid har bruken av logaritmiske tabeller en rekke ulemper, så John Napier, som en alternativ metode, foreslo spesielle tellepinner (senere kalt Napiers pinner), som gjorde det mulig å utføre multiplikasjons- og divisjonsoperasjoner direkte på originale tall. Napier baserte denne metoden på metoden for multiplikasjon med et gitter.

Sammen med spisepinner foreslo Napier et telletavle for å utføre multiplikasjon, divisjon, kvadrering og ta kvadratrot i det binære systemet, og forutså dermed fordelene med et slikt tallsystem for å automatisere beregninger.

Logaritmer dannet grunnlaget for etableringen av et fantastisk dataverktøy - en lysbilderegel, som har tjent ingeniører og tekniske arbeidere over hele verden i mer enn 360 år.

Mekanisk stadium i utviklingen av datateknologi.

Utviklingen av mekanikk på 1600-tallet ble en forutsetning for å lage dataenheter og instrumenter ved bruk av databehandlingens mekaniske prinsipp. Slike enheter ble bygget på mekaniske elementer og ga automatisk overføring av høyeste orden.

Den første mekaniske maskinen ble beskrevet i 1623 av Wilhelm Schickard, implementert i en enkelt kopi og var ment å utføre fire aritmetiske operasjoner på 6-bits tall.

Shikkards maskin besto av tre uavhengige enheter: legge til, multiplisere og skrive tall. Addisjon ble utført ved sekvensiell inntasting av termer ved hjelp av settedisker, og subtraksjon - ved sekvensiell inntasting av minuend og subtrahend. De angitte tallene og resultatet av addisjon og subtraksjon ble vist i lesevinduene. For å utføre multiplikasjonsoperasjonen ble ideen om multiplikasjon med et gitter brukt. Den tredje delen av maskinen ble brukt til å skrive et tall på ikke mer enn 6 sifre.

Blaise Pascals maskin brukte en mer kompleks overføringsordning med høy orden, sjelden brukt senere; men den første driftsmodellen av maskinen bygget i 1642, og deretter en serie på 50 maskiner, bidro til en ganske bred popularitet av oppfinnelsen og dannelsen av opinionen om muligheten for å automatisere mentalt arbeid.

Den første tilleggsmaskinen som lar deg utføre alle fire aritmetiske operasjoner ble opprettet av Gottfried Leibniz som et resultat av mange års arbeid. Kulminasjonen av dette arbeidet var Leibniz-tilleggsmaskinen, som gjør det mulig å bruke en 8-bits multiplikator og en 9-bits multiplikator for å oppnå et 16-bits produkt.

En spesiell plass blant utviklingen av det mekaniske stadiet i utviklingen av datateknologi er okkupert av verkene til Charles Babbage, som med rette regnes som grunnleggeren og ideologen av moderne datateknologi. Blant verkene til Babbage er to hovedretninger tydelig synlige: forskjell og analytiske datamaskiner.

Difference Engine-prosjektet ble utviklet på 20-tallet av 1800-tallet og var ment for tabulering av polynomfunksjoner ved den endelige forskjellsmetoden. Hovedstimulansen i dette arbeidet var det presserende behovet for å tabulere funksjoner og sjekke eksisterende matematiske tabeller, fulle av feil.

Babbages andre prosjekt er en analytisk motor som bruker prinsippet om programkontroll og var forløperen til moderne datamaskiner. Dette prosjektet ble foreslått på 30-tallet av 1800-tallet, og i 1843 skrev Ala Lovelace verdens første ganske komplekse program for å beregne Bernoulli-tall for Babbages maskin.

Charles Babbage i maskinen sin brukte en mekanisme som ligner på Jacquard-vevstolen, ved å bruke spesielle kontroll-hullkort. I følge Babbages idé skal kontrollen utføres av et par Jacquard-mekanismer med et sett med hullkort i hver.

Babbage hadde overraskende moderne ideer om datamaskiner, men de tekniske midlene han hadde til rådighet var langt bak ideene hans.

Elektromekanisk fase i utviklingen av datateknologi.

Det elektromekaniske stadiet i utviklingen av datateknologi var det korteste og strakte seg over bare rundt 60 år. Forutsetningene for å lage prosjekter på dette stadiet var både behovet for masseberegninger (økonomi, statistikk, ledelse og planlegging, etc.), og utviklingen av anvendt elektroteknikk (elektrisk drift og elektromekaniske releer), som gjorde det mulig å lage elektromekaniske dataenheter.

Den klassiske typen midler for det elektromekaniske stadiet var et tellende og analytisk kompleks designet for å behandle informasjon på hullkortmedier.

Det første kalkulerende og analytiske komplekset ble opprettet i USA av Herman Hollerith i 1887 og besto av: en manuell puncher, en sorteringsmaskin og en tabulator. Hovedformålet med komplekset var statistisk behandling av hullkort, samt mekanisering av regnskaps- og økonomiske oppgaver. I 1897 organiserte Hollerith et selskap som senere ble kjent som IBM.

Ved å utvikle arbeidet til G. Hollerith utvikles og produseres en rekke modeller for beregnings- og analytiske systemer i en rekke land, hvorav de mest populære og massive var kompleksene til IBM, Remington og Buhl.

Den siste perioden (40-tallet av det 20. århundre) av det elektromekaniske stadiet i utviklingen av datateknologi er preget av etableringen av en rekke komplekse relé- og relémekaniske systemer med programkontroll, preget av algoritmisk allsidighet og i stand til å utføre komplekse vitenskapelige og tekniske beregninger i automatisk modus ved hastigheter en størrelsesorden høyere enn driftshastigheten til elektriske aritometre.

Konrad Zuse var banebrytende for etableringen av en universell datamaskin med programkontroll og lagring av informasjon i en minneenhet. Imidlertid var hans første modell Z-1 (som markerte begynnelsen på Z-bilserien) ideologisk dårligere enn Babbages design - den sørget ikke for en betinget overføring av kontroll. Også i fremtiden ble Z-2- og Z-3-modellene utviklet.

Det siste store prosjektet med relédatateknologi bør betraktes som relédatamaskinen RVM-1 bygget i 1957 i USSR og opererte frem til slutten av 1964 hovedsakelig for å løse økonomiske problemer.

Elektronisk stadium i utviklingen av datateknologi.

På grunn av den fysiske og tekniske naturen tillot ikke relédatateknologi en betydelig økning i beregningshastigheten; dette krevde en overgang til høyhastighets elektroniske treghetsfrie elementer.

Den første datamaskinen kan betraktes som den engelske maskinen Colossus, opprettet i 1943 med deltakelse av Alan Turing. Maskinen inneholdt ca. 2000 vakuumrør og hadde ganske høy hastighet, men var svært spesialisert.

Den første datamaskinen regnes for å være ENIAC-maskinen (Electronic Numerical Integrator And Computer), opprettet i USA på slutten av 1945. Opprinnelig ment for å løse ballistiske problemer, viste maskinen seg å være universell, dvs. i stand til å løse ulike problemer.

Allerede før driftstarten av ENIAC startet John Mauchly og Presper Eckert, på oppdrag fra det amerikanske militæret, et prosjekt på en ny datamaskin EDVAC (Electronic Discrete Automatic Variable Computer), som var mer perfekt enn den første. Denne maskinen hadde et stort minne (1024 44-bits ord; 4000 ord hjelpeminne for data var lagt til da den ble fullført) for både data og program.

EDSAC-datamaskinen markerte begynnelsen på et nytt stadium i utviklingen av datateknologi – den første generasjonen stormaskin-datamaskiner.

2 Kjennetegn ved datamaskingenerasjoner

Siden 1950, hvert 7.-10. år, har de konstruktiv-teknologiske og programvare-algoritmiske prinsippene for å bygge og bruke datamaskiner blitt radikalt oppdatert. I denne forbindelse er det legitimt å snakke om generasjoner av datamaskiner. Konvensjonelt kan hver generasjon gis 10 år.

Den første generasjonen datamaskiner 1950-1960-tallet

Logiske kretser ble opprettet på diskrete radiokomponenter og elektroniske vakuumrør med en filament. Magnetiske trommer, akustisk ultralyd kvikksølv og elektromagnetiske forsinkelseslinjer, katodestrålerør ble brukt i minneenheter med tilfeldig tilgang. Som eksterne lagringsenheter ble magnetbåndstasjoner, hullkort, hullbånd og plug-in-brytere brukt.

Programmeringen av denne generasjonen av datamaskiner ble utført i det binære systemet på maskinspråk, det vil si at programmene var stivt orientert til en spesifikk modell av maskinen og "døde" sammen med disse modellene.

På midten av 1950-tallet dukket det opp maskinorienterte språk som symbolske kodespråk (CLL), som gjorde det mulig å bruke deres forkortede verbale (bokstav)notasjon og desimaltall i stedet for binær notasjon av kommandoer og adresser.

Datamaskiner, som starter fra UNIVAC og slutter med BESM-2 og de første modellene av datamaskiner "Minsk" og "Ural", tilhører den første generasjonen datamaskiner.

Andre generasjon datamaskiner: 1960-1970-tallet

Logiske kretser ble bygget på diskrete halvledere og magnetiske elementer. Som et konstruktivt og teknologisk grunnlag ble kretser med trykte ledninger brukt. Blokkprinsippet for å designe maskiner har blitt mye brukt, noe som lar deg koble et stort antall forskjellige eksterne enheter til hovedenhetene, noe som gir større fleksibilitet i bruken av datamaskiner. Klokkefrekvensene til de elektroniske kretsene har økt til hundrevis av kilohertz.

Eksterne harddiskstasjoner og disketter begynte å bli brukt - et mellomnivå av minne mellom magnetbåndstasjoner og tilfeldig tilgangsminne.

I 1964 dukket den første skjermen for datamaskiner opp - IBM 2250. Det var en monokrom skjerm med en skjerm på 12 x 12 tommer og en oppløsning på 1024 x 1024 piksler. Den hadde en bildefrekvens på 40 Hz.

Kontrollsystemene laget på grunnlag av datamaskiner krevde høyere ytelse fra datamaskiner, og viktigst av alt, pålitelighet. Feildeteksjons- og korrigeringskoder og innebygde kontrollkretser har blitt mye brukt i datamaskiner.

I maskiner av andre generasjon ble batchbehandling og telebehandling av informasjon implementert for første gang.

Den første datamaskinen, som delvis brukte halvlederenheter i stedet for vakuumrør, var en maskin laget i 1951.

På begynnelsen av 1960-tallet begynte man også å produsere halvledermaskiner i USSR.

Tredje generasjon datamaskiner: 1970-1980-tallet

De logiske kretsene til 3. generasjons datamaskiner var allerede fullstendig bygget på små integrerte kretser. Klokkefrekvensene til de elektroniske kretsene har økt til enheter på megahertz. Forsyningsspenningen (noen få volt) og strømmen som forbrukes av maskinen har gått ned. Påliteligheten og hastigheten til datamaskiner har økt betydelig.

Tilfeldig tilgangsminneenheter brukte ferrittkjerner i miniatyr, ferrittplater og magnetiske filmer med en rektangulær hystereseløkke. Diskstasjoner har blitt mye brukt som eksterne lagringsenheter.

Ytterligere to nivåer av lagringsenheter dukket opp: ultraraske lagringsenheter basert på triggerregistre, som har en enorm hastighet, men liten kapasitet (ti titalls tall), og hurtigbufferminne.

Siden den utbredte bruken av integrerte kretser i datamaskiner, kan teknologiske fremskritt i datamaskiner observeres ved å bruke den velkjente Moores lov. I 1965 oppdaget en av grunnleggerne av Intel, Gordon Moore, loven som går ut på at antall transistorer i en brikke dobles hvert 1,5 år.

I lys av den betydelige komplikasjonen av både maskinvaren og den logiske strukturen til datamaskiner av 3. generasjon, begynte de ofte å bli kalt systemer.

I datamaskiner av tredje generasjon er det lagt stor vekt på å redusere kompleksiteten i programmering, effektiviteten av å utføre programmer i maskiner og forbedre kommunikasjonen mellom operatøren og maskinen. Dette sikres av kraftige operativsystemer, et avanserttem, effektive programavbruddssystemer, tidsdelingsdriftsmoduser, sanntidsdriftsmoduser, multiprogramdriftsmoduser og nye interaktive kommunikasjonsmoduser. En effektiv videoterminalenhet for kommunikasjon mellom operatøren og maskinen har også dukket opp - en videomonitor eller skjerm.

Mye oppmerksomhet rettes mot å forbedre påliteligheten og påliteligheten til driften av datamaskiner og lette vedlikeholdet av dem. Pålitelighet og pålitelighet sikres ved utstrakt bruk av koder med automatisk feildeteksjon og korrigering (korrigering av Hamming-koder og sykliske koder).

Fjerde generasjon datamaskiner: 1980-1990-tallet

En revolusjonerende begivenhet i utviklingen av datateknologier av fjerde generasjon maskiner var etableringen av store og ekstra store integrerte kretser, mikroprosessoren og den personlige datamaskinen.

Logiske integrerte kretser i datamaskiner begynte å bli opprettet på grunnlag av unipolare felteffekt CMOS-transistorer med direkte forbindelser, som opererer med lavere amplituder av elektriske spenninger.

Femte generasjon datamaskiner: 1990-i dag

Kort fortalt kan det grunnleggende konseptet for femte generasjons datamaskiner formuleres som følger:

Datamaskiner basert på svært komplekse mikroprosessorer med en parallellvektorstruktur, som samtidig utfører dusinvis av sekvensielle programinstruksjoner.

Datamaskiner med mange hundre prosessorer som jobber parallelt, gjør det mulig å bygge data- og kunnskapsbehandlingssystemer, effektive nettverksbaserte datasystemer.

Sjette og påfølgende generasjoner datamaskiner

Elektroniske og optoelektroniske datamaskiner med massiv parallellitet, nevral struktur, med et distribuert nettverk av et stort antall (titalls tusen) mikroprosessorer som simulerer arkitekturen til nevrale biologiske systemer.

3 Datateknologiens rolle i menneskelivet.

Rollen til informatikk som helhet under moderne forhold øker stadig. Aktivitetene til både enkeltpersoner og hele organisasjoner avhenger i økende grad av deres bevissthet og evne til effektivt å bruke tilgjengelig informasjon. Før du gjør noe, er det nødvendig å gjøre mye arbeid med å samle inn og behandle informasjon, dens forståelse og analyse. Å finne rasjonelle løsninger på ethvert område krever behandling av store mengder informasjon, noe som noen ganger er umulig uten involvering av spesielle tekniske midler. Innføringen av datamaskiner, moderne midler for å behandle og overføre informasjon til ulike bransjer var begynnelsen på en prosess kalt informatisering av samfunnet. Moderne materiell produksjon og andre aktivitetsområder har i økende grad behov for informasjonstjenester, behandling av en enorm mengde informasjon. Informatisering basert på innføring av data- og telekommunikasjonsteknologi er et samfunns svar på behovet for en betydelig økning i arbeidsproduktiviteten i informasjonssektoren for sosial produksjon, der mer enn halvparten av den yrkesaktive befolkningen er konsentrert.

Informasjonsteknologi har kommet inn i alle sfærer av livet vårt. Datamaskinen er et middel for å øke effektiviteten av læringsprosessen, er involvert i alle typer menneskelig aktivitet, er uunnværlig for den sosiale sfæren. Informasjonsteknologi er maskinvare- og programvareverktøy basert på bruk av datateknologi som gir lagring og behandling av pedagogisk informasjon, levering av den til eleven, interaktiv interaksjon mellom eleven og læreren eller pedagogisk programvare, samt testing av elevens kunnskap.

Det kan antas at utviklingen av teknologi generelt fortsetter den naturlige utviklingen. Hvis utviklingen av steinverktøy bidro til å danne menneskelig intelligens, metaller økte produktiviteten til fysisk arbeid (så mye at et eget lag av samfunnet ble frigjort for intellektuell aktivitet), maskiner mekaniserte fysisk arbeid, så er informasjonsteknologi utviklet for å frigjøre en person fra rutinemessig mentalt arbeid, for å styrke sine kreative evner.

Konklusjon

Det er mulig å leve i det 21. århundre som en utdannet person bare du har god kunnskap om informasjonsteknologi. Tross alt avhenger aktiviteten til mennesker i økende grad av deres bevissthet, evnen til å bruke informasjon effektivt. For fri orientering i informasjonsflyter, må en moderne spesialist av enhver profil være i stand til å motta, behandle og bruke informasjon ved hjelp av datamaskiner, telekommunikasjon og andre kommunikasjonsmidler. Folk begynner å snakke om informasjon som en strategisk ressurs i samfunnet, som en ressurs som bestemmer utviklingsnivået til staten.

Ved å studere historien til utviklingen av datateknologi, kan du lære hele strukturen og betydningen av datamaskiner i menneskelivet. Dette vil hjelpe deg bedre å forstå dem og enkelt oppfatte nye progressive teknologier, fordi du ikke bør glemme at datateknologier utvikler seg nesten hver dag, og hvis du ikke forstår strukturen til maskiner som var for mange år siden, vil det være vanskelig å overvinne den nåværende generasjonen.

I det presenterte arbeidet var det mulig å vise hvordan utviklingen av datateknologi begynte og slutter og hvilken viktig rolle de spiller for mennesker på nåværende tidspunkt.

Start

Kalkulator og datamaskin er langt fra de eneste enhetene du kan utføre beregninger med. Menneskeheten tenkte på hvordan de kunne lette prosessene med divisjon, multiplikasjon, subtraksjon og addisjon for seg selv ganske tidlig. En av de første slike enhetene kan betraktes som balanseskalaer, som dukket opp i det femte årtusen f.Kr. Vi skal imidlertid ikke stupe så langt ned i historiens dyp.

Andy Grove, Robert Noyce og Gordon Moore. (wikipedia.org)

Kulerammen, kjent for oss som en kuleramme, ble født rundt 500 f.Kr. Antikkens Hellas, India, Kina og staten Inkaene kan argumentere for retten til å bli betraktet som sitt hjemland. Arkeologer mistenker at selv beregningsmekanismer eksisterte i gamle byer, selv om eksistensen av slike ennå ikke er bevist. Imidlertid kan Antiker-mekanismen, allerede nevnt av oss i forrige artikkel, godt betraktes som en beregningsmekanisme.

Med begynnelsen av middelalderen gikk ferdighetene til å lage slike enheter tapt. Disse mørke tidene var generelt en periode med kraftig tilbakegang i vitenskapen. Men på 1600-tallet tenkte menneskeheten igjen på datamaskiner. Og de var ikke sene til å dukke opp.

De første datamaskinene

Opprettelsen av en enhet som kunne utføre beregninger var drømmen til den tyske astronomen og matematikeren Wilhelm Schickard. Han hadde mange forskjellige prosjekter, men de fleste mislyktes. Shikkard var ikke flau over fiasko, og han lyktes til slutt. I 1623 tegnet matematikeren «Telleklokken» – en utrolig kompleks og tungvint mekanisme, som imidlertid kunne utføre enkle beregninger.

Shikkards telleklokke. Bilde. (wikipedia.org)

"Telleklokker" var av betydelig størrelse og stor masse, det var vanskelig å sette dem ut i livet. Shikkards venn, den kjente astronomen Johannes Kepler, bemerket på spøk at det er mye lettere å gjøre beregninger i hodet enn å bruke en klokke. Likevel var det Kepler som ble den første brukeren av Schikkard-klokken. Det er kjent at han med deres hjelp utførte mange av beregningene sine.

Johannes Kepler. (wikipedia.org)

Denne enheten har fått navnet sitt fordi den var basert på den samme mekanismen som fungerte i veggklokken. Og Shikkard selv kan betraktes som "faren" til kalkulatoren. Tjue år har gått, og familien av datamaskiner ble fylt opp med oppfinnelsen av den franske matematikeren, fysikeren og filosofen Blaise Pascal. Forskeren introduserte Pascalina i 1643.

Pascal summeringsmaskin. (wikipedia.org)

Pascal var da 20 år gammel, og han laget enheten for sin far, en skatteoppkrever som måtte forholde seg til svært komplekse beregninger. Summeringsmaskinen ble drevet av tannhjul. For å legge inn ønsket nummer i det, var det nødvendig å snu hjulene et visst antall ganger.

Tretti år senere, i 1673, skapte den tyske matematikeren Gottfried Leibniz prosjektet sitt. Enheten hans var den første i historien som ble kalt en kalkulator. Driftsprinsippet var det samme som for Pascals maskin.

Gottfried Leibniz. (wikipedia.org)

En veldig nysgjerrig historie er knyttet til Leibniz-kalkulatoren. På begynnelsen av XVIII århundre ble bilen sett av Peter I, som besøkte Europa som en del av den store ambassaden. Den fremtidige keiseren ble veldig interessert i enheten og kjøpte den til og med. Legenden forteller at Peter senere sendte en kalkulator til den kinesiske keiseren Kangxi som gave.

Fra kalkulator til datamaskin

Saken om Pascal og Leibniz utviklet seg. På 1700-tallet gjorde mange forskere forsøk på å forbedre datamaskiner. Hovedideen var å lage en kommersielt vellykket enhet. Suksessen fulgte til slutt franskmannen Charles Xavier Thomas de Colmar.

Charles Xavier Thomas de Colmar. (wikipedia.org)

I 1820 lanserte han masseproduksjon av datainstrumenter. Strengt tatt var Colmar mer en dyktig industrimann enn en oppfinner. Hans «Tom-maskin» var ikke mye forskjellig fra Leibniz sin kalkulator. Colmar ble til og med anklaget for å ha stjålet en annens oppfinnelse og forsøkt å tjene en formue på bekostning av andres arbeid.

I Russland begynte serieproduksjonen av kalkulatorer i 1890. Kalkulatoren fikk sin nåværende form på 1900-tallet. På 1960- og 1970-tallet opplevde denne industrien en skikkelig boom. Instrumentene har blitt bedre med årene. I 1965 dukket det for eksempel opp en kalkulator som kunne beregne logaritmer, og i 1970 ble det først utgitt en kalkulator som passet i hånden til en person. Men på den tiden begynte allerede dataalderen, selv om menneskeheten ennå ikke hadde hatt tid til å føle det.

Datamaskiner

Mannen som la grunnlaget for utviklingen av datateknologi regnes av mange for å være den franske veveren Joseph Marie Jacquard. Det er vanskelig å si om dette er en spøk eller ikke. Det var imidlertid Jacquard som oppfant hullkortet. På den tiden visste folk ennå ikke hva et minnekort var. Oppfinnelsen til Jaccard kan godt gjøre krav på denne tittelen. Veveren oppfant den for å kontrollere vevstolen. Tanken var at ved hjelp av et hullkort ble det satt et mønster på stoffet. Det vil si at fra det øyeblikket hullkortet ble lansert, ble mønsteret påført uten menneskelig innblanding – automatisk.

Hulkort. (wikipedia.org)

Jacquards hullkort var selvfølgelig ikke en elektronisk enhet. Før utseendet til slike gjenstander var fortsatt veldig langt unna, fordi Jacquard levde ved begynnelsen av XVIII-XIX århundrer. ekov. Imidlertid ble hullkort senere mye brukt i andre områder, og gikk langt utover omfordelingen av den berømte vevstolen.

I 1835 beskrev Charles Babbage en analytisk motor som kunne vært basert på hullkort. Nøkkelprinsippet for driften av en slik enhet var programmering. Dermed spådde den engelske matematikeren fremkomsten av datamaskinen. Akk, Babbage selv var aldri i stand til å bygge maskinen han oppfant. Verdens første analoge datamaskin ble født i 1927. Den ble laget av Vanivar Bush, en professor ved University of Massachusetts.

Den eldgamle mannen hadde sitt eget telleinstrument - ti fingre på hendene. En mann bøyde fingrene - foldet, ubøyd - trukket fra. Og mannen gjettet: for telling kan du bruke alt som kommer til hånden - småstein, pinner, bein. Så begynte de å knytte knuter på tauet, lage hakk på pinner og planker (fig. 1.1).

Ris. 1.1. knuter (en) og hakk på brettene ( b)

Abacus periode. En abacus (gr. abax - brett) var en plate dekket med et lag med støv, på hvilken linjer ble tegnet med en skarp pinne og noen gjenstander ble plassert i de resulterende kolonnene i henhold til posisjonsprinsippet. I V-IV århundrer. f.Kr e. de eldste kjente kontoene ble opprettet - "Salamis-tavlen" (etter navnet på øya Salamis i Egeerhavet), som ble kalt "kulerram" blant grekerne og i Vest-Europa. I det gamle Roma dukket kulerammen opp på 500-600-tallet. n. e. og ble kalt calculi eller abakuli. Kulerammen var laget av bronse, stein, elfenben og farget glass. En romersk kuleramme av bronse har overlevd til vår tid, hvor steinene beveget seg i vertikalt skåret spor (fig. 1.2).

Ris. 1.2.

I XV-XVI århundrer. i Europa var det vanlig å telle på linjer eller å telle tabeller med tokens stablet på dem.

I det XVI århundre. dukket opp russisk kuleramme med et desimaltallsystem. I 1828 viste generalmajor F. M. Svobodskoy en original enhet, bestående av mange kontoer koblet sammen i en felles ramme (fig. 1.3). Alle operasjoner ble redusert til addisjon og subtraksjon.

Ris. 1.3.

periode med mekaniske enheter. Denne perioden varte fra begynnelsen av 1600-tallet til slutten av 1800-tallet.

I 1623 beskrev Wilhelm Schickard utformingen av en regnemaskin, der operasjonene addisjon og subtraksjon ble mekanisert. I 1642 designet den franske mekanikeren Blaise Pascal den første mekaniske regnemaskinen, Pascaline (fig. 1.4).

I 1673 skapte den tyske forskeren Goftrid Leibniz den første mekaniske datamaskinen som utførte

Ris. 1.4.

shaya fire aritmetiske operasjoner (addisjon, subtraksjon, multiplikasjon og divisjon). I 1770, i Litauen, skapte E. Jacobson en summeringsmaskin som bestemte kvotienten og var i stand til å arbeide med femsifrede tall.

I 1801-1804 den franske oppfinneren J.M. Jacquard var den første som brukte hullkort for å kontrollere en automatisk vevstol.

I 1823 utviklet den engelske vitenskapsmannen Charles Babbage prosjektet Difference Engine, som forutså den moderne programstyrte automatiske maskinen (fig. 1.5).

I 1890 oppfant en innbygger i St. Petersburg, Vilgodt Odner, en adderingsmaskin og satte opp produksjonen deres. I 1914, bare i Russland, var det mer enn 22 000 Odner-tilleggsmaskiner. I første kvartal av XX århundre. disse adderingsmaskinene var de eneste matematiske maskinene som ble mye brukt i ulike felt av menneskelig aktivitet (fig. 1.6).

Ris. 1.5. Babbages maskin Fig. 1.6. Legge til maskin

datamaskin periode. Denne perioden begynte i 1946 og fortsetter i dag. Det er preget av en kombinasjon av fremskritt innen elektronikk med nye prinsipper for konstruksjon av datamaskiner.

I 1946, under ledelse av J. Mauchli og J. Eckert, ble den første datamaskinen laget i USA - ENIAC (ENIAC) (Fig. 1.7). Den hadde følgende egenskaper: lengde 30 m, høyde 6 m, vekt 35 tonn, 18 tusen vakuumrør, 1500 releer, 100 tusen motstander og kondensatorer, 3500 op/s. Samtidig begynte disse forskerne arbeidet med en ny maskin - "EDVAC" (EDVAC - Electronic

Ris. 1.7.

Discret Variable Automatic Computer - en elektronisk automatisk kalkulator med diskrete variabler), hvis program skulle lagres i datamaskinens minne. Kvikksølvrør brukt i radar skulle brukes som internminne.

I 1949 ble EDSAC-datamaskinen bygget i Storbritannia med et program lagret i minnet.

Utseendet til de første datamaskinene er fortsatt kontroversielt. Tyskerne anser derfor den første datamaskinen for å være maskinen for artilleriberegninger, laget av Konrad Zuse i 1941, selv om den fungerte på elektriske reléer og derfor ikke var elektronisk, men elektromekanisk. For amerikanerne er dette ENIAC (1946, J. Mouchli og J. Eckert). Bulgarere anser oppfinneren av datamaskinen John (Ivan) Atanasov, som i 1941 designet i USA en maskin for å løse systemer med algebraiske ligninger.

Britene, som rotet gjennom de hemmelige arkivene, sa at den første elektroniske datamaskinen ble opprettet i 1943 i England og var ment å tyde forhandlingene til den tyske overkommandoen. Dette utstyret ble ansett som så hemmelig at det etter krigen ble ødelagt etter ordre fra Churchill, og tegningene ble brent for å hindre at hemmeligheten falt i feil hender.

Tyskerne drev hemmelig daglig korrespondanse ved hjelp av Enigma-chiffermaskiner (lat. Enigma - en gåte). Ved starten av andre verdenskrig visste britene allerede hvordan Enigma fungerte og lette etter måter å tyde meldingene på, men tyskerne hadde et annet chiffersystem designet for bare de viktigste meldingene. Det var Schlusseltsusatz-40-maskinen produsert av Lorenz i et lite antall eksemplarer (navnet oversettes som "sifferprefiks"). Utad var det en hybrid av en konvensjonell teletype og et mekanisk kassaapparat. Teksten som ble skrevet på tastaturet ble oversatt av teletypen til en sekvens av elektriske impulser og pauser mellom dem (hver bokstav tilsvarer et sett med fem impulser og "tomme mellomrom"). "Kasseapparatet" roterte to sett med fem tannhjul, som tilfeldig la til hver bokstav ytterligere to sett med fem pulser og gap. Hjulene hadde et annet antall tenner, og dette tallet kunne endres: tennene ble gjort bevegelige, de kunne flyttes til siden eller skyves på plass. Det var ytterligere to "motor"-hjul, som hver roterte sitt eget sett med gir.

Ved begynnelsen av overføringen av den krypterte meldingen informerte radiooperatøren adressaten om den opprinnelige posisjonen til hjulene og antall tenner på hver av dem. Disse innstillingsdataene ble endret før hver overføring. Etter å ha satt de samme settene med hjul i samme posisjon på maskinen sin, sørget den mottakende radiooperatøren for at de ekstra bokstavene ble automatisk trukket fra teksten, og teletypen skrev ut den opprinnelige meldingen.

I 1943 utviklet matematikeren Max Newman den elektroniske maskinen Colossus i England. Maskinens hjul ble modellert av 12 grupper av elektronrør - tyratroner. Automatisk sortering gjennom forskjellige alternativer for tilstandene til hver tyratron og deres kombinasjoner (tyratronen kan være i to tilstander - å passere eller ikke å sende en elektrisk strøm, det vil si å gi en impuls eller en pause), løste "Colossus" opp innledende innstilling av girene til den tyske maskinen. Den første versjonen av "Colossus" hadde 1500 tyratroner, og den andre, som startet i drift i juni 1944, hadde 2500. I løpet av en time "svelget" maskinen 48 km med stanset tape, som operatørene stappet rader med ener på og nuller fra tyske meldinger, ble 5000 brev behandlet i sekundet. Denne datamaskinen hadde et minne basert på lade- og utladningskondensatorer. Hun tillot å lese den topphemmelige korrespondansen til Hitler, Kesselring, Rommel, etc.

Merk. En moderne datamaskin løser startposisjonen til Schlusselzusatz-40-hjulene dobbelt så sakte som Colossus gjorde, så en oppgave som i 1943 ble løst på 15 minutter tar 18 timer fra Repyit PC! Faktum er at moderne datamaskiner er tenkt som universelle, designet for å utføre en rekke oppgaver, og kan ikke alltid konkurrere med gamle datamaskiner som bare kan gjøre én handling, men veldig raskt.

Den første elektroniske datamaskinen MESM ble utviklet i 1950. Den inneholdt mer enn 6000 vakuumrør. Denne generasjonen av datamaskiner inkluderer: "BESM-1", "M-1", "M-2", "M-3", "Strela", "Minsk-1", "Ural-1", "Ural-2 ", "Ural-3", "M-20", "Setun", "BESM-2", "Razdan" (tabell 1.1). Hastigheten deres oversteg ikke 2-3 tusen op / s, kapasiteten til RAM var 2 K eller 2048 maskinord (1 K = 1024) med en lengde på 48 binære tegn.

Tabell 1.1. Kjennetegn på innenlandske datamaskiner

Kjennetegn	Første generasjon				Andre generasjon
Rettet mot
Lengde ma-
dekk tre
va (binære sifre)
Rask
				ferrittkjerne

Omtrent halvparten av den totale datamengden i verdens informasjonssystemer er lagret på store datamaskiner. For disse formålene, IBM tilbake på 1960-tallet. begynte å produsere datamaskiner 1VM / 360, 1VM / 370 (fig. 1.8), som er mye brukt i verden.

Med ankomsten av de første datamaskinene i 1950, oppsto ideen om å bruke datamaskiner for å kontrollere teknologiske prosesser. Datamaskinbasert kontroll lar deg opprettholde prosessparametere i en modus nær optimal. Som et resultat reduseres forbruket av materialer og energi, produktiviteten og kvaliteten økes, og utstyret rekonfigureres raskt for å produsere produkter av en annen type.

Ris. 1.8.

Pioneren innen industriell bruk av kontrolldatamaskiner i utlandet var Digital Equipment Corp. (DEC), som i 1963 ga ut en spesialisert datamaskin "PDP-5" for kontroll av atomreaktorer. De første dataene var målinger oppnådd som et resultat av analog-til-digital konvertering, hvis nøyaktighet var 10-11 binære sifre. I 1965 ga DEC ut den første miniatyrdatamaskinen "PDP-8" på størrelse med et kjøleskap og kostet $ 20 000, hvis elementbase ble brukt integrerte kretser.

Før bruken av integrerte kretser ble transistorer laget individuelt, og ved montering av kretsene måtte de kobles sammen og loddes for hånd. I 1958 fant den amerikanske forskeren Jack Kilby ut hvordan han kunne få flere transistorer på en halvlederplate. I 1959 oppfant Robert Noyce (den fremtidige grunnleggeren av Intel) en mer avansert metode som gjorde det mulig å lage transistorer på samme plate, og alle nødvendige forbindelser mellom dem. De resulterende elektroniske kretsene ble kjent som integrerte kretser, eller sjetonger. I fremtiden økte antallet transistorer som kunne plasseres per arealenhet av en integrert krets omtrent to ganger hvert år. I 1968 produserte Burroughs den første integrerte kretsdatamaskinen, og i 1970 begynte Intel å selge integrerte minnekretser.

I 1970 ble et nytt skritt tatt på veien til en personlig datamaskin - Marshian Edward Hoff fra Intel designet en integrert krets som i funksjon ligner sentralprosessoren til en stor datamaskin. Dermed dukket den første opp mikroprosessor Intel-4004, som kom i salg på slutten av 1970. Selvfølgelig var egenskapene til Intel-4004 mye mer beskjedne enn den sentrale prosessorenheten til en stormaskin – den fungerte mye tregere og kunne bare behandle 4 bits av informasjon om gangen (mainframe-prosessorer behandlet 16 eller 32 biter samtidig). I 1973 ga Intel ut 8-bits mikroprosessor Intel-8008, og i 1974 dens forbedrede versjon Intel-8080, som frem til slutten av 1970-tallet. var standarden for mikrodatamaskinindustrien (tabell 1.2).

Tabell 1.2. Generasjoner av datamaskiner og deres hovedegenskaper

Generasjon				Fjerde (siden 1975)
Elementbase til datamaskinen	Elektroniske lamper, releer	transistorer, parametere		Ekstra store IC-er (VLSI)
CPU-ytelse	Opp til 3 10 5 op/s	Opp til 3 10 6 op/s	Opp til 3 10 7 op/s	3 10 7 op/s
Type RAM (RAM)	utløsere, ferritt kjerner	miniatyr ferritt kjerner	Halvleder på	Halvleder på
				Over 16 MB
Karakteristiske typer datamaskiner generasjoner		Liten, middels, stor, spesiell	mini- og mikrodatamaskiner	superdatamaskin, PC, spesielle, generelle, datanettverk
Typiske generasjonsmønstre		IBM 7090, BESM-6		BH-2, 1VM RS/HT/AT, RB/2, Sgau, nettverk
karakteristisk programvare sikkerhet	Koder, autokoder, montører	Programmeringsspråk, dispatchers, automatiserte kontrollsystemer, prosesskontrollsystemer	PPP, DBMS, CAD, Java, drift	DB, ES, parallelle programmeringssystemer

Generasjoner av datamaskiner bestemmes av elementbasen (lamper, halvledere, mikrokretser med ulike grader av integrering (fig. 1.9)), arkitektur og databehandlingsevne (tabell 1.3).

Tabell 1.3. Funksjoner til datamaskingenerasjoner

Generasjon	Egendommer
I generasjon (1946-1954)	Bruk av vakuumrørteknologi, bruk av minnesystemer på kvikksølvforsinkelseslinjer, magnetiske trommer, katodestrålerør. For input-output av data ble hullbånd og hullkort, magnetbånd og utskriftsenheter brukt.
II generasjon (1955–1964)	Bruk av transistorer. Datamaskiner har blitt mer pålitelige, ytelsen har økt. Med fremkomsten av minne på magnetiske kjerner, har driftssyklusen redusert til titalls mikrosekunder. Hovedprinsippet for strukturen er sentralisering. Det var høyytelsesenheter for å jobbe med magnetbånd, minneenheter på magnetiske disker
III generasjon (1965–1974)	Datamaskiner ble designet på grunnlag av integrerte kretser med lav grad av integrasjon (MIS fra 10 til 100 komponenter per brikke) og en middels grad av integrasjon (MIS fra 10 til 1000 komponenter per brikke). På slutten av 1960-tallet minidatamaskiner dukket opp. I 1971 dukket den første mikroprosessoren opp
IV generasjon (siden 1975)	Bruk til å lage datamaskiner med store integrerte kretser (LSI fra 1000 til 100 tusen komponenter per brikke) og veldig store integrerte kretser (VLSI fra 100 tusen til 10 millioner komponenter per brikke). Hovedvekten i opprettelsen av datamaskiner legges på deres "intelligens", så vel som på arkitekturen fokusert på kunnskapsbehandling.

a B C

Ris. 1.9. Elementbase til datamaskinen: en - elektrisk lampe; b - transistor;

i- integrert krets

Den første mikrodatamaskinen var Altair-8800, bygget i 1975 av et lite selskap i Albuquerque, New Mexico, basert på Intel-8080-mikroprosessoren. På slutten av 1975 opprettet Paul Allen og Bill Gates (de fremtidige grunnleggerne av Microsoft) en grunnleggende språktolk for Altair-datamaskinen, som tillot brukere å skrive programmer ganske enkelt.

Deretter dukket datamaskinene "TRS-80 RS", "PET RS" og "Apple" opp (fig. 1.10).

Ris. 1.10.

Den innenlandske industrien produserte DEC-kompatible (dialogdatasystemer DVK-1, ..., DVK-4 basert på datamaskinene "Electronics MS-101", "Electronics 85", "Electronics 32") og IBM PC-kompatible (EU 1840 - EC 1842, EC 1845, EC 1849, EC 1861, Iskra 4861), som var betydelig dårligere i sine egenskaper enn de ovennevnte.

Nylig er personlige datamaskiner produsert av amerikanske selskaper viden kjent: Compaq Computer, Apple (Macintosh), Hewlett Packard, Dell, DEC; Britiske firmaer: Spectrum, Amstard; det franske firmaet Micra; italienske firmaet Olivetty; Japanske firmaer: Toshiba, Panasonic, Partner.

De mest populære for tiden er personlige datamaskiner fra IBM (International Business Machines Corporation).

I 1983 dukket IBM PC XT-datamaskinen opp med innebygd harddisk, og i 1985 IBM PC AT-datamaskinen basert på 16-bit Intel 80286-prosessoren (fig. 1.11).

I 1989 ble Intel 80486-prosessoren utviklet med modifikasjoner 486SX, 486DX, 486DX2 og 486DX4. Klokkehastighetene til 486DX-prosessorene er 33, 66 og 100 MHz, avhengig av modell.

Den nye familien av IBM PC-modeller fikk navnet PS/2 (Personal System 2). De første modellene av PS / 2-familien brukte Intel 80286-prosessoren og kopierte faktisk AT PC-en, men basert på en annen arkitektur.

I 1993 dukket Pentium-prosessorer opp med en klokkehastighet på 60 og 66 MHz.

I 1994 begynte Intel å produsere Pentium-prosessorer med en klokkehastighet på 75, 90 og 100 MHz. I 1996 økte klokkefrekvensen til Pentium-prosessorer til 150, 166 og 200 MHz (fig. 1.12).

Systematisk

Mustype manipulator

Ris. 1.12. Multimedia datamaskinkonfigurasjon

I 1997 ga Intel ut en ny Pentium MMX-prosessor med klokkehastigheter på 166 og 200 MHz. Forkortelsen MMX betydde at denne prosessoren var optimalisert for arbeid med grafikk- og videoinformasjon. I 1998 kunngjorde Intel lanseringen av Celeron-prosessoren med en klokkehastighet på 266 MHz.

Siden 1998 har Intel annonsert en versjon av Pentium® II Cheop™-prosessoren med en klokkefrekvens på 450 MHz (tabell 1.4).

Tabell 1.4. IBM datamaskiner

datamaskin	prosessor	Klokkefrekvens, MHz	operativt

I lang tid økte prosessorprodusenter – først og fremst Intel og AMD – klokkehastigheten for å øke ytelsen til prosessorer. Ved en klokkefrekvens på mer enn 3,8 GHz blir brikkene imidlertid overopphetet, og du kan glemme fordelene. Nye ideer og teknologier var påkrevd, en av dem var ideen om å skape flerkjernebrikker. To eller flere prosessorer jobber parallelt i en slik brikke, som gir større ytelse ved lavere klokkefrekvens. Det kjørende programmet deler databehandlingsoppgaver inn i begge kjerner. Dette er mest effektivt når både operativsystemet og applikasjonsprogrammene er designet for å kjøre parallelt, for eksempel for grafikkbehandling.

En flerkjernearkitektur er en variant av prosessorarkitektur som plasserer to eller flere Pentium® "utførelse" eller datakjerner på en enkelt prosessor. En flerkjerneprosessor settes inn i prosessorsokkelen, men operativsystemet behandler hver av sine kjørekjerner som en separat logisk prosessor som har alle de tilsvarende utføringsressursene (Figur 1.13).

I hjertet av denne implementeringen av prosessorens interne arkitektur er en splitt-og-hersk-strategi. Med andre ord seksjon

Ris. 1.13.

Ved å spre beregningsarbeidet som gjøres i tradisjonelle mikroprosessorer med en enkelt Pentium-kjerne over flere Pentium-utførelseskjerner, kan en flerkjerneprosessor gjøre mer arbeid i løpet av en gitt tidsperiode. For å gjøre dette må programvaren (SW) støtte lastfordeling mellom flere utførelseskjerner. Denne funksjonaliteten kalles samtidighet på nivå med tråder, eller organisering av tråder, og applikasjoner og operativsystemer som støtter det (som Microsoft Windows XP) kalles multithreaded.

Multi-core påvirker også samtidig drift av standardapplikasjoner. For eksempel kan én prosessorkjerne være ansvarlig for et program som kjører i bakgrunnen, mens et antivirusprogram tar opp ressursene til en annen kjerne. I praksis utfører dual-core prosessorer ikke beregninger dobbelt så raskt som single-core prosessorer: selv om ytelsesgevinsten er betydelig, avhenger den av typen applikasjon.

De første dual-core prosessorene dukket opp på markedet i 2005. Over tid har de fått flere og flere etterfølgere. Derfor har de «gamle» dual-core prosessorene for alvor falt i pris i dag. De kan finnes i datamaskiner som starter på $600 og bærbare datamaskiner som starter på $900. Datamaskiner med moderne dual-core chips koster rundt $100 mer enn modeller med "eldre" brikker. En av hovedutviklerne av multi-core prosessorer er Intel Corporation.

Før bruken av dual-core brikker tilbød produsenter enkeltkjerneprosessorer med muligheten til å kjøre flere programmer parallelt. Noen prosessorer i Pentium 4-serien hadde en Hyper-Threading-funksjon som returnerte en verdi i byte og inneholdt de logiske og fysiske IDene til den gjeldende prosessen. Den kan sees på som forgjengeren til Dual-Core-arkitekturen, som består av to optimaliserte mobile utførelseskjerner. Dual-Core betyr at mens en kjerne er opptatt med å kjøre en applikasjon, eller for eksempel sjekke for virusaktivitet, vil den andre kjernen være tilgjengelig for å utføre andre oppgaver, for eksempel vil brukeren kunne surfe på Internett eller jobbe med et regneark. Selv om prosessoren hadde en enkelt fysisk kjerne, var brikken designet for å kjøre to programmer samtidig (Figur 1.14).

Kontrollpanel

QNX Neutrino RTOS (ett eksemplar)

Kommandolinjegrensesnitt (kjerner 0 og 1)

Ruting (kjerner 0 og 1)

Ledelse, administrasjon og vedlikehold (kjerne 0 og 1)

Dashboard maskinvare

Dashboardovervåking (kjerner 0 og 1)

Ris. 1.14. Opplegg for bruk av multiprosessering

i kontrollpanelet

Operativsystemet gjenkjenner en slik brikke som to separate prosessorer. Konvensjonelle prosessorer behandler 32 bits per syklus. De nyeste brikkene klarer å behandle dobbelt så mye data per syklus, det vil si 64 biter. Denne fordelen er spesielt merkbar ved behandling av store datamengder (for eksempel ved behandling av fotografier). Men for å bruke det, må operativsystemet og applikasjonene støtte nøyaktig 64-bits behandlingsmodus.

Under spesialdesignede 64-biters versjoner av Windows XP og Windows Vista, avhengig av behovet, lanseres 32- og 64-biters programmer.

Tidlige tellehjelpemidler og enheter

Menneskeheten lærte å bruke de enkleste telleapparatene for tusenvis av år siden. Det mest etterspurte var behovet for å bestemme antall gjenstander som ble brukt i byttehandel. En av de enkleste løsningene var å bruke vektekvivalenten til den byttede varen, som ikke krevde en nøyaktig omberegning av antall komponenter. For disse formålene ble de enkleste balansevektene brukt, som dermed ble en av de første enhetene for kvantitativ bestemmelse av masse.

Ekvivalensprinsippet ble mye brukt i et annet, kjent for mange, de enkleste telleapparatene Abacus eller Abacus. Antall gjenstander som ble talt tilsvarte antall bevegede knoker på dette instrumentet.

En relativt kompleks enhet for telling kan være en rosenkrans som brukes i utøvelse av mange religioner. Den troende, som i regnskapene, telte antall bønner som ble ytret på rosenkransens perler, og når han passerte en hel sirkel av rosenkransen, flyttet han spesielle korntellere på en egen hale, som indikerte antallet tellede sirkler.

Med oppfinnelsen av gir dukket det opp mye mer komplekse beregningsenheter. Antikythera-mekanismen, oppdaget på begynnelsen av 1900-tallet, som ble funnet ved vraket av et eldgammelt skip som sank rundt 65 f.Kr. e. (ifølge andre kilder i eller til og med 87 f.Kr.), visste til og med hvordan man skulle modellere bevegelsen til planetene. Antagelig ble den brukt til kalenderberegninger for religiøse formål, forutsigelse av sol- og måneformørkelser, bestemmelse av tidspunkt for såing og høsting osv. Beregningene ble utført ved å koble sammen mer enn 30 bronsehjul og flere skiver; for å beregne månefasene ble differensialoverføring brukt, oppfinnelsen som forskerne i lang tid tilskrev ikke tidligere enn 1500-tallet. Men med antikkens avgang ble ferdighetene til å lage slike enheter glemt; det tok omtrent ett og et halvt tusen år for folk å lære å lage mekanismer som er like i kompleksitet igjen.

Telleklokken av Wilhelm Schickard

Dette ble fulgt av maskinene til Blaise Pascal ("Pascaline", 1642) og Gottfried Wilhelm Leibniz.

ANITA Mark VIII, 1961

I Sovjetunionen på den tiden var den mest kjente og utbredte kalkulatoren Felix mekanisk adderingsmaskin, produsert fra 1929 til 1978 på fabrikker i Kursk (Schetmash-anlegget), Penza og Moskva.

Fremkomsten av analoge datamaskiner i førkrigsårene

Hovedartikkel: Historien om analoge datamaskiner

Differensialanalysator, Cambridge, 1938

De første elektromekaniske digitale datamaskinene

Z-serien av Konrad Zuse

Reproduksjon av Zuse Z1-datamaskinen på Technique Museum, Berlin

Zuse og hans firma bygde andre datamaskiner, som hver begynte med stor Z. De mest kjente maskinene var Z11, som ble solgt til optisk industri og universiteter, og Z22, den første datamaskinen med magnetisk minne.

British Colossus

I oktober 1947 bestemte direktørene for Lyons & Company, et britisk selskap som eier en kjede av butikker og restauranter, seg for å ta en aktiv del i utviklingen av kommersiell datamaskinutvikling. LEO I-datamaskinen begynte å fungere i 1951 og var den første i verden som ble brukt regelmessig til rutinemessig kontorarbeid.

University of Manchester-maskinen ble prototypen for Ferranti Mark I. Den første slike maskinen ble levert til universitetet i februar 1951, og minst ni andre ble solgt mellom 1951 og 1957.

Den andre generasjons IBM 1401-datamaskinen, produsert på begynnelsen av 1960-tallet, okkuperte omtrent en tredjedel av verdens datamarked, mer enn 10 000 av disse maskinene ble solgt.

Bruken av halvledere har gjort det mulig å forbedre ikke bare den sentrale prosessorenheten, men også perifere enheter. Den andre generasjonen datalagringsenheter gjorde det allerede mulig å lagre titalls millioner tegn og tall. Det var en inndeling i stivt faste ( fikset) lagringsenheter koblet til prosessoren via en høyhastighets dataoverføringskanal, og flyttbare ( avtagbar) enheter. Å bytte ut en platekassett i en veksler tok bare noen få sekunder. Selv om kapasiteten til flyttbare medier vanligvis var lavere, men deres utskiftbarhet gjorde det mulig å lagre en nesten ubegrenset mengde data. Tape ble ofte brukt til å arkivere data fordi det ga mer lagring til en lavere kostnad.

I mange andregenerasjonsmaskiner ble funksjonene for å kommunisere med periferiutstyr delegert til spesialiserte koprosessorer. For eksempel, mens den perifere prosessoren leser eller stanser hullkort, utfører hovedprosessoren beregninger eller programgrener. En databuss bærer data mellom minne og prosessor under hente- og utførelsessyklusen, og vanligvis betjener andre databusser periferiutstyr. På PDP-1 tok en minnetilgangssyklus 5 mikrosekunder; de fleste instruksjonene krevde 10 mikrosekunder: 5 for å hente instruksjonen og ytterligere 5 for å hente operanden.

Den beste innenlandske datamaskinen av 2. generasjon anses å være BESM-6, opprettet i 1966.

1960-tallet og fremover: tredje og påfølgende generasjoner

Den raske veksten i bruken av datamaskiner begynte med den såkalte. "3. generasjons" datamaskiner. Dette begynte med oppfinnelsen av integrerte kretser, som ble laget uavhengig av nobelprisvinneren Jack Kilby og Robert Noyce. Dette førte senere til oppfinnelsen av mikroprosessoren av Tad Hoff (Intel).

Fremkomsten av mikroprosessorer førte til utviklingen av mikrodatamaskiner, små, rimelige datamaskiner som kunne eies av små selskaper eller enkeltpersoner. Mikrodatamaskiner, hvor den fjerde generasjonen først dukket opp på 1970-tallet, ble allestedsnærværende på 1980-tallet og utover. Steve Wozniak, en av grunnleggerne av Apple Computer, ble kjent som utvikleren av den første masseproduserte hjemmedatamaskinen, og senere den første personlige datamaskinen. Datamaskiner basert på mikrodatamaskinarkitektur, med funksjoner lagt til fra sine større motparter, dominerer nå de fleste markedssegmenter.

I USSR og Russland

1940-tallet

I 1948, under veiledning av Doctor of Physical and Mathematical Sciences S. A. Lebedev, begynte arbeidet i Kiev med å lage en MESM (liten elektronisk regnemaskin). I oktober 1951 gikk hun i tjeneste.

Ved utgangen av 1948 ansatte ved Energiinstituttet. Krizhizhanovsky I. S. Bruk og B. I. Rameev mottar et opphavsrettssertifikat på en datamaskin med felles buss, og i 1950-1951. lage den. Denne maskinen er den første i verden som bruker halvleder (cuprox) dioder i stedet for vakuumrør. Siden 1948 har Brook jobbet med elektroniske datamaskiner og kontroll ved hjelp av datateknologi.

På slutten av 1950-tallet ble prinsippene for parallellisme av beregninger utviklet (A. I. Kitov og andre), på grunnlag av hvilken en av de raskeste datamaskinene på den tiden, M-100 (for militære formål), ble bygget.

I juli 1961 lanserte USSR den første halvlederen universell kontrollmaskin "Dnepr" (før det var det bare spesialiserte halvledermaskiner). Allerede før serieproduksjonen startet, ble det utført eksperimenter med den for å kontrollere komplekse teknologiske prosesser kl