🗊Презентация История развития ЭВМ

Исторический аспект 1642–1945 – Механические компьютеры (нулевое поколение) 1945–1955 – Электронные лампы (первое поколение) 1955–1965 – Транзисторы (второе поколение) 1965–1980 – Интегральные схемы (третье поколение) 1980–? – Сверхбольшие интегральные схемы (четвёртое поколение) Невидимые компьютеры (пятое поколение)

Механические компьютеры (нулевое поколение)

Механические компьютеры (нулевое поколение)

Механические компьютеры (нулевое поколение)

Механические компьютеры (нулевое поколение)

Механические компьютеры (нулевое поколение)

Электронные лампы (первое поколение) В начале второй мировой войны немцами использовались радиограммы, которые были закодированы с помощью прибора под названием ENIGMA, предшественник которого был спроектирован Томасом Джефферсоном. Англичанам удалось приобрести ENIGMA у поляков, которые, в свою очередь, украли её у немцев. Однако, чтобы расшифровать закодированное послание, требовалось огромное количество вычислений, и их нужно было произвести сразу после перехвата радиограммы. Поэтому британское правительство основало секретную лабораторию для создания электронного компьютера под названием COLOSSUS.

Электронные лампы (первое поколение) В 1943 году начал работать электронный компьютер COLOSSUS, в создании которой принимал участие знаменитый британский математик Алан Тьюринг. Это был первый в мире электронный цифровой компьютер. Но, поскольку британское правительство полностью контролировало этот проект и рассматривало его как военную тайну на протяжении 30 лет, COLOSSUS не стал базой для дальнейшего развития компьютеров.

Электронные лампы (первое поколение) В 1943 году Моушли и Дж. Преспер Экерт начали конструировать ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer – электронный цифровой интегратор и калькулятор) – электронный компьютер, который состоял из 18 000 электровакуумных ламп и 1500 реле, весил 30 тонн и потреблял 140 киловатт электроэнергии. У машины имелось 20 регистров, причем каждый из них мог содержать 10-разрядное десятичное число. В 1946 году работа над ENIAC была закончена. В ENIAC было установлено 6000 многоканальных переключателей и имелось множество кабелей, протянутых к разъемам. Моушли и Экерту организовали школу, где они рассказывали о своей работе коллегам-ученым. В этой школе и зародился интерес к созданию больших цифровых компьютеров.

Электронные лампы (первое поколение) В 1949 году Морис Уилкс сконструировал EDSAC – первый рабочий компьютер. Затем – JOHNIAC в корпорации Rand, ILLIAC в Университете Иллинойса, MANIAC в лаборатории Лос-Аламоса и WEIZAC в Институте Вайцмана в Израиле. В то время как Экерт и Моушли работали над машиной EDVAC, один из участников проекта ENIAC, Джон Фон Нейман в Принстоне сконструировал собственную версию EDVAC под названием IAS (Immediate Address Storage – память с прямой адресацией).

Электронные лампы (первое поколение) Фон Нейман пришёл к мысли, что программа должна быть представлена в памяти компьютера в цифровой форме, вместе с данными. Им также было отмечено, что десятичная арифметика, используемая в машине ENIAC, где каждый разряд представлялся десятью электронными лампами (1 включена, остальные выключены), должна быть заменена параллельной бинарной арифметикой.

Электронные лампы (первое поколение) Арифметический блок и блок управления составляли «мозговой центр» компьютера. В современных машинах эти блоки сочетаются в одной микросхеме, называемой центральным процессором (ЦП).

Электронные лампы (первое поколение) В 1953 году фирма IBM построила компьютер 701. В 701 было 2048 слов по 36 бит, каждое слово содержало две команды. В 1956 году появился компьютер 704, у которого было 4 Кбайт памяти на магнитных сердечниках, команды по 36 бит и процессор с плавающей точкой. В 1958 году компания IBM начала работу над последним компьютером 709 на электронных лампах, который по сути представлял собой усложненную версию 704.

Транзисторы (второе поколение) В 1956 году сотрудниками лаборатории Bell Labs Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли был изобретен транзистор, за что они получили Нобелевскую премию в области физики. Транзисторы совершили революцию в производстве компьютеров, и к концу 1950-х годов компьютеры на вакуумных лампах уже безнадежно устарели.

Транзисторы (второе поколение)

Транзисторы (второе поколение)

Транзисторы (второе поколение)

Транзисторы (второе поколение)

Транзисторы (второе поколение)

Интегральные схемы (третье поколение) В 1958 году Роберт Нойс создал кремниевую интегральную схему, что дало возможность размещения на одной небольшой микросхеме несколько десятков транзисторов. Компьютеры на интегральных схемах были меньшего размера, работали быстрее и стоили дешевле, чем их предшественники на транзисторах. К 1964 году компания IBM лидировала на компьютерном рынке, но существовала одна большая проблема: компьютеры 7094 и 1401, которые она выпускала, были несовместимы друг с другом. 7094-й предназначался для сложных расчётов, в нём использовалась двоичная арифметика на регистрах по 36 бит, на 1401 применялась десятичная система счисления и слова разной длины. Многим покупателям они не нравились ввиду их несовместимости.

Интегральные схемы (третье поколение) Линейка транзисторных компьютеров System/360, которые были предназначены как для научных, так и для коммерческих расчётов, была выпущена компанией IBM с целью заменить предыдущие две серии. Это было целое семейство компьютеров для работы с одним языком (ассемблером). Каждая новая модель была больше по возможностям, чем предыдущая. В течение нескольких лет большинство компьютерных компаний выпустили серии сходных машин с разной стоимостью и функциями. В памяти транзисторных компьютеров System/360 могло находиться одновременно несколько программ, и пока одна программа ждала, когда закончится процесс ввода-вывода, другая выполнялась. В результате ресурсы процессора расходовались более рационально.

Интегральные схемы (третье поколение) Компьютеру 360 удалось разрешить дилемму между двоичной и десятичной системами счисления: у этого компьютера было 16 регистров по 32 бит для бинарной арифметики, но память состояла из байтов, как у 1401. В 360-м использовались такие же команды для перемещения записей разного размера из одной части памяти в другую, как и в 1401.

Сверхбольшие интегральные схемы (четвёртое поколение)

Сверхбольшие интегральные схемы (четвёртое поколение)

Сверхбольшие интегральные схемы (четвёртое поколение)

Сверхбольшие интегральные схемы (четвёртое поколение)

Сверхбольшие интегральные схемы (четвёртое поколение)

Сверхбольшие интегральные схемы (четвёртое поколение)

Сверхбольшие интегральные схемы (четвёртое поколение)

Невидимые компьютеры (пятое поколение) В 1981 году правительство Японии объявило о намерениях выделить национальным компаниям 500 миллионов долларов на разработку компьютеров пятого поколения на основе технологий искусственного интеллекта. Однако, японский проект разработки компьютеров пятого поколения в конечном итоге показал свою несостоятельность: идея настолько опередила свое время, что для её реализации не нашлось адекватной технологической базы. То, что можно назвать пятым поколением компьютеров, все же материализовалось, но в весьма неожиданном виде – компьютеры начали стремительно уменьшаться. Модель Apple Newton, появившаяся в 1993 году, наглядно доказала, что компьютер можно уместить в корпусе размером с кассетный плеер.

Реализованный в Newton рукописный ввод, казалось бы, усложнил дело, но впоследствии пользовательский интерфейс подобных машин, которые теперь называются персональными электронными секретарями (Personal Digital Assistants, PDA), или просто карманными компьютерами, был усовершенствован и приобрел широкую популярность. Многие карманные компьютеры сегодня не менее мощны, чем обычные ПК двух-трехлетней давности. Значительно большее значение придается так называемым «невидимым» компьютерам – тем, что встраиваются в бытовую технику, часы, банковские карточки и огромное количество других устройств. Процессоры этого типа предусматривают широкие функциональные возможности и не менее широкий спектр вариантов применения за весьма умеренную цену. Вопрос о том, можно ли свести эти микросхемы в одно полноценное поколение (а существуют они с 1970-х годов), остается дискуссионным. Факт в том, что они на порядок расширяют возможности бытовых и других устройств. Уже сейчас влияние невидимых компьютеров на развитие мировой промышленности очень велико, и с годами оно будет возрастать.