Введение. Компьютеры являются неотъемлемой частью нашей современной жизни. Они не только ускоряют выполнение сложных расчетов и облегчают обработку данных, но и значительно изменили наш подход к информации, коммуникации и развлечениям. Однако, задумывались ли вы, как началось развитие компьютерной техники и какой путь она прошла, чтобы прийти к своему современному состоянию? В данном реферате мы рассмотрим историю развития компьютерной техники, от ее первых шагов до современных достижений. Погрузимся в прошлое и узнаем, какая революция произошла в мире вычислительной техники.
Начало эпохи ЭВМ
Перед появлением современных компьютеров, электронная вычислительная машина (ЭВМ) прошла долгий путь развития и эволюции. Начало этой эпохи можно отнести к периоду конца 1930-х — начала 1940-х годов, когда были сделаны первые шаги в создании электронных машин.
Одним из ключевых событий является создание первых электронно-трубочных компьютеров (ЭТ-компьютеров). Их разработка стала возможной благодаря дальнейшему развитию электронных технологий и электрической инженерии.
В 1937 году американский физик Клод Шеннон изобрел двоичную алгебру, предоставив базу для последующей разработки цифровой логики — основы современных компьютеров. Однако, уже в 1936 году немецкий математик Курт Гедель сформулировал теорему о неполноте, которая определяла ограничения любой формальной математической системы.
Важным вехом в истории развития компьютерной техники является создание первого электромеханического компьютера — «Z3» — немецким инженером Конрадом Цузе в 1941 году. «Z3» был первым компьютером, который использовал двоичную систему счисления и программное управление.
Но настоящий прорыв произошел в 1943 году, когда американская команда инженеров под руководством Ховарда Эйкена, Джорджа Стебби и Джона Мокли из Университета Гарварда создала первую полностью электронную ЭВМ, известную как Harvard Mark I. Это был огромный физический агрегат, который занимал целую комнату и имел слабую вычислительную мощность по сравнению с современными компьютерами. Тем не менее, Harvard Mark I предоставил технологическую основу для дальнейшего развития компьютерной техники.
Таким образом, начало эпохи ЭВМ отмечается созданием первых электронно-трубочных и электромеханических компьютеров. Эти ранние прототипы повлияли на последующее развитие технологий и стали отправной точкой для создания более мощных и компактных компьютеров, которые мы используем сегодня.
Первое поколение ЭВМ
Первые компьютеры первого поколения, известные как «городские головоломки», были частично электромеханическими и использовали электронные трубки для усиления сигналов и обработки информации.
Одним из самых знаковых компьютеров первого поколения был ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), который был разработан и построен в 1945 году в Университете Пенсильвании. ENIAC был одним из первых полностью электронных компьютеров и использовал около 17 000 электронных трубок для выполнения вычислений. Он был гигантским по размерам, занимая площадь около 140 квадратных метров, и потреблял огромное количество энергии. ENIAC использовался для решения сложных математических задач, в том числе для расчетов атомной энергии и создания баллистических таблиц.
Еще одним важным компьютером первого поколения был EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer). EDVAC был разработан в 1951 году и включал в себя множество улучшений по сравнению с ENIAC. EDVAC использовал двоичную систему счисления, имел набор команд и мог выполнять произвольные программы, что дало начало концепции виртуального хранилища программ и данных.
В этом периоде компьютеры работали медленно, имели ограниченную память и могли выполнять лишь простейшие операции. Однако это был значительный шаг в развитии компьютеров, и первое поколение ЭВМ положило основу для дальнейших инноваций.
Второе поколение ЭВМ
Одной из самых важных и влиятельных технологических инноваций второго поколения ЭВМ стало изобретение транзистора в 1947 году. Транзистор был значительно меньше, надежнее и быстрее, чем электронные трубки, используемые в предыдущем поколении. Его появление позволило создать более компактные и эффективные компьютеры.
Самым знаковым компьютером второго поколения был IBM 1401, который был представлен в 1959 году. IBM 1401 стал первым массовым коммерческим компьютером, который был доступен для широкого круга потребителей и предлагался на аренду. Он использовал транзисторы и магнитное ядро памяти, что сделало его значительно компактнее и энергоэффективнее, чем компьютеры первого поколения.
Другой важный компьютер второго поколения был UNIVAC II, разработанный в 1957 году. UNIVAC II был одним из первых компьютеров, который использовал магнитные ленты для хранения данных, что существенно увеличило емкость памяти и улучшило эффективность работы.
Второе поколение ЭВМ также было характеризовано улучшением центральных процессоров, включая создание первых магнитных дисков, которые позволяли быстрее и эффективнее обрабатывать данные. Кроме того, появилось понятие операционной системы – программного обеспечения, которое управляло работой компьютера и предоставляло пользователю удобный интерфейс для работы.
Третье поколение ЭВМ
Третье поколение электронно-вычислительных машин (ЭВМ) наступило в конце 1950-х и продолжалось в течение 1960-х годов. Основной особенностью этого поколения явилось использование интегральных схем (ИС) вместо отдельных транзисторов, что привело к еще большему уменьшению размеров и повышению производительности компьютеров.
Успех в разработке интегральных схем стал возможным благодаря исследованиям Джекила Килби и Роберта Ноиса, которые в 1958 году разработали первую интегральную схему. Это открытие изменило лицо вычислительной техники и позволило создавать более мощные и компактные компьютеры.
Одним из наиболее известных компьютеров третьего поколения был IBM System/360, разработанный и выпущенный IBM в 1964 году. Этот компьютер предлагал широкий спектр моделей с различными характеристиками, что позволило пользователю выбрать подходящую систему для своих потребностей. IBM System/360 стал первой серией компьютеров, которые были полностью совместимыми между собой, что обеспечило совместимость программ и переход от одной системы к другой без необходимости переписывать программы.
В этом поколении были представлены также первые мини-компьютеры. Например, DEC PDP-8, выпущенный в 1965 году, стал одним из самых популярных мини-компьютеров. Он был компактным, относительно доступным по цене и мог выполнять широкий спектр задач.
Третье поколение ЭВМ также стало периодом активного развития операционных систем. Были разработаны новые операционные системы, которые более эффективно управляли ресурсами компьютера и предоставляли более удобный интерфейс для пользователей.
Четвертое поколение ЭВМ
Четвертое поколение электронно-вычислительных машин (ЭВМ) наступило в конце 1960-х и продолжалось в течение 1970-х годов, и оно считается важным периодом в истории компьютерной техники. Основным отличием этого поколения стало использование микропроцессоров, что привело к уменьшению размеров компьютеров и повышению их производительности.
Один из основоположников этого поколения был компьютер Intel 4004, выпущенный в 1971 году. Микропроцессор — это сверхбольшая интегральная схема, способная выполнять функции основного блока компьютера — процессора. Первоначально микропроцессоры стали встраивать в различные технические устройства: станки, автомобили, самолеты. Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода, внешней памяти, получили новый тип компьютера: микро ЭВМ. Микро ЭВМ относятся к машинам четвертого поколения. Существенным отличием микро ЭВМ от своих предшественников являются их малые габариты (размеры бытового телевизора) и сравнительная дешевизна. Это первый тип компьютеров, который появился в розничной продаже.
Самой популярной разновидностью ЭВМ сегодня являются персональные компьютеры (ПК). Первый ПК появился на свет в 1976 году в США. С 1980 года «законодателем мод» на рынке ПК становится американская фирма IBM. Ее конструкторам удалось создать такую архитектуру, которая стала фактически международным стандартом на профессиональные ПК. Машины этой серии получили название IBM PC (Personal Computer). Появление и распространение ПК по своему значению для общественного развития сопоставимо с появлением книгопечатания. Именно ПК сделали компьютерную грамотность массовым явлением. С развитием этого типа машин появилось понятие «информационные технологии», без которых уже становится невозможным обойтись в большинстве областей человеческой деятельности.
Другая линия в развитии ЭВМ четвертого поколения, это — суперкомпьютер. Машины этого класса имеют быстродействие сотни миллионов и миллиарды операций в секунду. Суперкомпьютер – это многопроцессорный вычислительный комплекс.
Заключение
В ходе изучения истории развития компьютерной техники можно сделать вывод, что это непрерывное стремительное развитие, которое привело к возникновению и преобразованию современных компьютеров, которые являются неотъемлемой частью нашей повседневной жизни.
Сравнительные характеристики поколения ЭВМ
