Файл: История развития средств вычислительной техники (Этапы развития средств вычислительной техники. Примитивные средства).pdf

1833 год − английский ученый, профессор Кембриджского университета Чарльз Беббидж, создал проект аналитической машины, которая уже отдаленно была похожа на современный компьютер^[11]. Это был огромный арифмометр с программным управлением, арифметическим и запоминающим устройствами. Арифмометр имел запоминающее устройство, устройство для ввода и вывода информации, а также блок управления.

Ассистенткой Беббиджа во многих его научных поисках была Ада Лавлейс.

Она разработала первые программы для устройства и предвосхитила основы современного программирования для цифровых вычислительных машин с программным управлением. Заложила многие идеи и ввела ряд понятий и терминов, сохранившихся до настоящего времени. Она предсказала появление современных компьютеров как многофункциональных машин не только для вычислений, но и для работы с графикой, звуком. В середине 1970-х годов министерство обороны США официально утвердило название единого языка программирования вооруженных сил страны. Язык получил название Ada. Кроме того, День программиста отмечается в день рождения Ады Лавлейс − 10 декабря.

Особенностью Аналитической машины стало то, что здесь впервые был реализован принцип разделения информации на команды и данные. Для ввода и вывода данных Бэббидж предлагал использовать перфокарты-листы из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий.

1888 год − американский инженер Герман Холлерит сконструировал первую электромеханическую счетную машину. Эта машина, названная табулятором, могла считывать и сортировать статистические записи, закодированные на перфокартах. Для работы этой машины использовалось электричество. В 1890 изобретение Холлерита было использовано в 11-ой американской переписи населения. Работа, которую 500 сотрудников выполняли в течение семи лет, Холлерит с 43 помощниками на 43 табуляторах выполнил за один месяц.

Дальнейшее развитие науки и техники позволили в 1940-х годах построить первые вычислительные машины. В 1944 г. американский инженер Говард Эйкен при поддержке фирмы Ай-Би-Эм (IBM) сконструировал компьютер для выполнения баллистических расчетов. Этот компьютер, названный «Марк 1», по площади занимал примерно половину футбольного поля и включал более 800 километров проводов, около 750 тыс.деталей, 3304 реле. «Марк-1» был основан на использовании электромеханических реле и оперировал десятичными числами, закодированными на перфоленте. Машина могла манипулировать числами длиной до 23 разрядов. Для перемножения двух 23-разрядных чисел ей было необходимо 4 секунды.

Но электромеханические реле работали недостаточно быстро. В 1946 г. По заказу Армии США была создана новая машина. Первой действующей ЭВМ стал ENIAC (США, 1945 - 1946 гг.). Его название по первым буквам английских слов означает “электронно-числовой интегратор и вычислитель".^[12] Его можно было перепрограммировать для решения полного диапазона задач. Разработали его американские ученые Джон Уильям Мокли и Джон Преспер Экерт. В ЭНИАКе в качестве основы компонентной базы электромеханические реле были заменены вакуумными лампами. Всего комплекс включал 17468 ламп, 7200 кремниевых диодов, 1500 реле, 70000 резисторов и 10000 конденсаторов. Потребляемая мощность – 150 кВт по тем временам было достаточно для освещения большого города. Вычислительная мощность – 300 операций умножения или 5000 операций сложения в секунду. Вес – 27 тонн, более 30 метров. Вычисления проводились в десятичной системе. ЭНИАК использовался для расчета баллистических таблиц, предсказания погоды, расчетов в области атомной энергетики, аэродинамики, изучения космоса.

В СССР вычислительная машина МЭСМ (малая электронная счётная машина) была создана в 1951 году под руководством академика Сергея Алексеевича Лебедева. Машина вычисляла факториалы натуральных чисел и решала уравнения параболы. Одновременно Лебедев работал над созданием БЭСМ - быстродействующей электронной счетной машины, разработка которой была завершена в 1953 году.

В 1971 году фирмой Intel (США) был создан первый микропроцессор - программируемое логическое устройство, изготовленное по технологии СБИС (сверхбольших интегральных схем).

В 1964г. сотрудник Стэнфордского исследовательского центра Дуглас Энгельбарт продемонстрировал работу первой мыши-манипулятора, но только четыре года спустя мышка была показана на компьютерной конференции в Сан-Франциско.

Понятие “компьютер” является более широким, чем “электронно-вычислительная машина” (ЭВМ), поскольку в последнем явный акцент делается на вычисления.^[13] Первый же персональный компьютер (ПК) в 1976г. выпустила фирма Apple.

В советском союзе предприняли попытку не отстать от западных коллег. Было желание создать свой прототип ЭВМ пятого поколения. Для будущего мультипроцессорного компьютера, придумали яркое название «МАРС». ^[14]После всех исследований и технологических процессов, инженеры СССР отстали всего на 10 лет - ПК в стране появились в 1985г.

В процессе увеличения числа компьютеров, их территориальной распределенности организациям становилось сложнее осуществлять обработку информации, обеспечивать своевременный доступ своим сотрудникам к различным информационным хранилищам и дорогостоящим техническим средствам. Выходом из сложившейся ситуации и послужила организация локальных и более масштабных региональных или корпоративных сетей.^[15] Что, впоследствии, легло в основу сети Интернет.

Глава 2. Роль средств вычислительной техники в жизни человека

Внимательный анализ особенностей основных этапов развития человеческого общества показывает существенную зависимость определяющих характеристик всех этапов от средств и способов, с помощью которых человек хранит, вычисляет, обрабатывает и передает информацию.^[16]

Компьютер сам по себе является продуктом длительной истории развития вычислительных устройств.^[17] Современные вычислительные машины являются одним из самых главных и значимых достижений человеческого ума, влияние которого на развитие научно-технического прогресса трудно переоценить. Область применения ЭВМ огромна и постоянно расширяется.

Даже около 30 лет назад было только около 2000 различных сфер применения микропроцессорной техники. Это управление производством (16%), транспорт и связь (17%), информационно-вычислительная техника (12%), военная техника (9%), бытовая техника (3%), обучение (2%), авиация и космос (15%), медицина (4%), научное исследование, коммунальное и городское хозяйство, банковский учет, метрология и другие области.

Компьютеры в учреждениях

Компьютеры в буквальном смысле совершили революцию в деловом мире. Секретарь практически каждого учреждения при написании докладов и писем производит обработку текста. Учрежденческий аппарат использует персональный компьютер для вывода на экран дисплея широкоформатных таблиц и графического материала. Бухгалтеры же используют компьютеры для управления финансами учреждения и ведения документов.

Компьютеры на производстве

Компьютеры находят применение при выполнении широкого круга производственных задач. Так, например, оператор крупного завода имеет в распоряжении автоматизированную систему контроля, обеспечивающую постоянную работу различных приборов и машин. Компьютеры используются в том числе для контроля за температурой и давлением при осуществлении различных производственных процессов. Также управляются компьютером роботы на заводах, например, на линиях сборки автомобилей, включающие многократно повторяющиеся операции, такие как затягивание болтов или окраска деталей кузова.

Компьютер – помощник конструктора

Проекты конструирования самолета, моста или здания требуют использования большого количества времени и усилий. Они представляют из себя практически самый трудоемкий вид работы. Сегодня, в век технологий, конструкторы имеют возможность использовать свое время полностью на процесс конструирования, так как расчеты и подготовку чертежей машина подготовит самостоятельно. Например: конструктор автомобилей исследует с помощью компьютера, как аэродинамика кузова влияет на рабочие свойства автомобиля. С помощью таких устройств, как электронная ручка и планшет, инженер может быстро и удобно вносить почти любые изменения в проект и тут же видеть результат на экране монитора.

Компьютер в магазине самообслуживания

Представим себе, что идет 1979 год и мы наблюдаем работу кассира в большом универмаге. Когда покупатели выкладывают отобранные ими покупки на прилавок, продавец должен прочесть цену каждой покупки и ввести ее в кассовый аппарат. А теперь вернемся в наши дни. Снова кассир и в том же самом универмаге, но как много изменений. Когда теперь покупатели выкладывают свои покупки на прилавок, он пропускает каждую из них через оптическое сканирующее устройство, которое считывает универсальный код, нанесённый на покупку, по которому компьютер определяет цену этого изделия, хранящуюся в памяти компьютера. После чего высвечивает ее на маленьком экране, чтобы покупатель мог видеть стоимость своей покупки. Как только все отобранные товары прошли через оптическое сканирующее устройство, компьютер сразу готов выдать сумму стоимости купленных товаров.

Компьютер в банковских операциях

Выполнение финансовых расчетов с помощью домашнего персонального компьютера – это всего лишь одно из его возможных применений в банковском деле. Мощные вычислительные системы позволяют выполнять большое количество операций, включая обработку чеков, регистрацию изменения каждого вклада, прием и выдачу вкладов, оформление ссуды и перевод вкладов с одного счёта на другой или из банка в банк. Кроме того, крупнейшие банки имеют автоматические устройства, расположенные за пределами банка. Банковские автоматы позволяют клиентам не выстаивать длинных очередей в банке, взять деньги со счета, когда банк закрыт. Всё, что требуется, - вставить пластмассовую банковскую карточку в автоматическое устройство. Как только это сделано, необходимые операции будут выполнены.

Компьютер в медицине

Медицина – это очень сложная наука. Существует множество болезней, каждая из которых имеет только ей присущие симптомы. Кроме того, существуют десятки болезней с одинаковыми и даже совсем одинаковыми симптомами. В подобных случаях врачу бывает трудно поставить точный диагноз. И здесь ему на помощь приходит компьютер. В настоящее время многие врачи используют компьютер в качестве помощника при постановке диагноза, т.е. для уточнения того, что именно болит у пациента. Для этого больной тщательно обследуется, результаты обследования сообщаются компьютеру. Через несколько минут компьютер сообщает, какой из сделанных анализов дал аномальный результат. При этом он может назвать возможный диагноз.

Компьютер в сфере образования

Сегодня многие учебные заведения не могут обходиться без компьютеров. Достаточно сказать, что с помощью компьютеров: трехлетние дети учатся различать предметы по их форме; шести- и семилетние дети учатся читать и писать; выпускники школ готовятся к вступительным экзаменам в высшие учебные заведения; студенты исследуют, что произойдёт, если температура атомного реактора превысит допустимый предел. «Машинное обучение» – термин, обозначающий процесс обучения при помощи компьютера. Последний в этом случае выступает в роли «учителя». В этом качестве может использоваться микрокомпьютер или терминал, являющийся частью электронной сети передачи данных. Процесс усвоения учебного материала поэтапно контролируется учителем, но если учебный материал даётся в виде пакета соответствующих программ ЭВМ, то его усвоение может контролироваться самим учащимся.

Компьютеры на страже закона

Здания министерства внутренних дел теперь обеспечены вычислительной техникой. «Интеллектуальная» мощь и высокое быстродействие компьютера, его способность обрабатывать огромное количество информации, теперь поставлены на службу правоохранительных органов для повышения эффективности работы. Способность компьютеров хранить большое количество информации используется правоохранительными органами для создания базы преступной деятельности. Электронные банки данных с соответствующей информацией легко доступны государственным и региональным следственным учреждениям всей страны. Так, федеральное бюро расследования (ФБР) располагает общегосударственным банком данных, который известен как национальный центр криминалистической информации. Компьютеры используются правоохранительными органами не только в информационных сетях ЭВМ, но и в процессе розыскной работы. Например, в лабораториях криминалистов компьютеры помогаю проводить анализ веществ, обнаруженных на месте преступления. Заключения компьютера-эксперта часто оказываются решающими в заключениях рассматриваемого дела.