Файл: История развития программирования в России (Программирование ЭВМ второго поколения).pdf

Введение

Жизнь человека не стоит на месте. На протяжении всей истории развития человечества неотъемлемыми спутниками были знания и технологии, которые применялись для облегчения нашей жизнедеятельности. Двигателем для создания изобретений, новых технологий становилось желание ускорить, адаптировать трудовой процесс для разных слоёв населения. Чем больше развивалось общество и информационная база, тем всё более сложные задачи становились перед учёными. С быстрыми темпами развития таких наук, как экономика, математика, статистика, появилась необходимость в создании вычислительных машин и примитивных баз для хранения информации. С этими науками были тесно связаны профессии обычных людей, которым необходимы были данные вычислительные машины. Но сложность состояла в том, что не каждый человек знал алгоритм использования этих машин, для этого создавались отдельные специалисты. Поэтому с развитием электронной техники, перед учёными встала новая задача – упростить использования электронных вычислительных машин, чтобы каждый пользователь смог её использовать, без помощи специально обученных кадров. Чем стремительнее развивалась техника, тем более упрощенный язык программирования нужно было создать.
Актуальность данной темы курсовой работы состоит в том, что даже в настоящее время перед разработчиками программного обеспечения стоит задача по упрощению интерфейса использования программ. Практически каждый современный человек использует компьютер, телефон, планшет. Но мало кто из этих людей знает как работают привычные нам поисковые, игровые, вычислительные и другие программы. Простота использования, быстрая обучаемость, понятность адаптированной под обычного пользователя системы или программы это всё заслуги разработчиков и программистов. Но если вдруг происходит непредвиденная поломка кода и привычная работоспособность, используемых нами, программ нарушается, то мы уже не знаем как это исправить. Это и есть результат эволюции программного кода – максимальное упрощение использования интерфейса для обычных пользователей, без применения знаний в области программирования, разработки. Многие из этих людей даже не подозревают, какой массивный программный код, сложные циклы, алгоритмы приводят в рабочее состояние его привычную, к примеру, игру. Но для достижения такого результата, язык программирования прошел долгий исторический путь, который и будет рассмотрен в данной курсовой работе. Стоит отметить, что развитие программирования в России неразрывно связано с его развитием и за рубежом, по этой причине будут рассмотрены зарубежные корни изобретения некоторых языков программирования. Этапы развития языка программирования будут рассмотрены вместе с этапами развития электронной вычислительной техники (ЭВМ ), т.к эти две темы неразрывно связаны. Поскольку, при рассмотрении общей истории информатики, мы наблюдаем прогресс как в развитии ЭВМ от машины, занимающей целые этажи, использование которой обычным рабочим проходило через посредника, обученного на примитивное программирование этой техники, до современного ПК, который может использовать любой пользователь, независимо от пола и возраста.

---

Целью данной работы будет являться изучение истории развития программирования в России. Для этого будет проведен анализ таких исторических этапов, как:

• Программирование ЭВМ первого поколения
• Программирование ЭВМ второго поколения
• Программирование ЭВМ третьего программирования
• Программирование ЭВМ четвертого поколения
• Программирование ЭВМ пятого поколения.

В каждом из этих этапов будут рассмотрены основные применяемые языки программирования, учёные, которые внесли свой вклад в развитие данной науки, а также общий вид произошедшего развития в электронных вычислительных машинах данного поколения.

Прежде чем перейти к исследованию истории развития программирования и вычислительной техники, следует отметить, что самым первым приспособлением для счёта, который применяли древние люди были пальцы рук, затем появился предок привычных нам счёт – абак, только потом появились и сами счёты. Теперь рассмотрим следующие этапы.

1. Программирование ЭВМ первого поколения.

Главное отличие между счетами, калькуляторами и электронной вычислительной машиной состоит в том, что в память вычислительной машины последовательно записываются команды в очереди на вычисление, которые выполняются автоматически. История возникновения такого принципа вычисления лежит в основе трудов американского учёного Джон фон Нейма. Им была представлена основная схема строения такое машины:

• Память
• Арифметико – логическое устройство
• Устройства ввода – вывода
• Устройства управления.

Первой машиной для счёта, которая включала в себя хранимую программу была создана в 1642 году французским учёным Блезом Паскалем. Данная машина умела выполнять две команды:

• Сложение
• Вычитание

В использовании была механистической и с ручным приводом.

Следующей по развитию вычислительной машиной быцла механическая машина немецкого математика Готфрида Лейбница, которую он построил в 1672г. . Эта машины умела делать выполнять уже 4 операции:

• Сложение
• Вычитание
• Умножение
• Деление

Также этот ученый предложил использование двоичной системы счисления, которую описал в виде цифр 0 и 1, которая теперь лежит в основе современных компьютеров. Но первую машину, работающей с двоичным кодов разработал английский ученый Чарльз Бэббидж уже в 1834 году. Эта машина включала в себя такие элементы, как:

---

• Запоминающее устройство
• Вычислительное устройство
• Устройство ввода с перфокарт
• Печатающее устройство.

Команды считывались с перфокарты и выполняли считывание данных из памяти в вычислительное устройство и запись в память результатов вычислений. Все устройства машины Бэббиджа, включая память, были механическими и содержали тысячи шестеренок, при изготовлении которых требовалась точность, недоступная в XIX в [1].

К первому поколению электронно-вычислительных машин относятся машины на электронных лампа 1945-1955 гг.. .). Первой действующей ЭВМ 1-го поколения стал ENIAC (США, 1945 - 1946 гг.). Его название по первым буквам соответствующих английских слов означает «электронно-числовой интегратор и вычислитель». Первая отечественная ЭВМ 1-го поколения - МЭСМ («малая электронно-счетная машина») - была создана в 1951 г. под руководством Сергея Александровича Лебедева, крупнейшего советского конструктора вычислительной техники.
ЭВМ первого поколения программировались исключительно на машинном языке. Машинный язык – язык программирования, содержание и правила которого реализованы аппаратными средствами ЭВМ, состоит из:

• Системы команд ЭВМ
• Метода кодирования информации

Символами машинного языка являются двоичные цифры; как правило, символы группируются в конструкции (морфемы) – адреса в командах, коды операций и признаки команд; из команд составляются программы, реализующие алгоритмы задач.

Основными деталями машин первого поколения были электронные лампы. Такие компьютеры стали появляться в 40-х годах 20в.

К машинам первого поколения относятся такие примеры, как:

• Mark 1
• ENIAC
• EDSAC

ENIAC – самая первая машина, в которой использовалась хранимая внутренняя память[2].

После того, как весть о создании ENIAC в США донеслась до СССР, было принято решение о начале разработке первой ЭВМ. Но, к сожалению, не вся информация зарубежных разработчиков была доступна для СССР, все сведения поступали отрывисто. Руководителем данной разработки назначили Лебедева Сергея Александровича. Разработка машины велась в секретной лаборатории под Киевом. МЭСМ ( малая электронная счетная машина) занимала половину двухэтажного здания, в её состав входило 6 тысяч электронных ламп. Её разработка и сборка были выполнены в рекордный срок – 2 года. Над её созданием трудились 15 техников и 12 научных сотрудников.

состояла из 6 тысяч электронных ламп. Ее проектирование, монтаж и отладка

были выполнены в рекордно быстрый срок – за 2 года, силами всего лишь 12

---

научных сотрудников и 15 техников.

После воплощения в жизнь данной машины, за ней стразу выстроились в очередь московские и киевские математики, кому для своих работ и вычислений требовались быстрые машины для счёта. В своей первой машине Лебедев реализовал основополагающие принципы построения компьютеров, такие как:

• наличие арифметических устройств, памяти, устройств ввода/вывода и

управления;

• кодирование и хранение программы в памяти, подобно числам;
• двоичная система счисления для кодирования чисел и команд;
• автоматическое выполнение вычислений на основе хранимой программы;
• наличие как арифметических, так и логических операций;
• иерархический принцип построения памяти;
• использование численных методов для реализации вычислений.

Вскоре была создана большая машина - БЭСМ-1, над ней Лебедев работал уже в Москве.

Одновременно с ИТМ и ВТ и конкурируя с ним, разработкой ЭВМ занималось недавно сформированное СКБ-245 со своей ЭВМ "Стрела".БЭСМ и "Стрела" составили парк созданного в 1955 году Вычислительного центра АН СССР, на который сразу легла очень большая нагрузка. Потребность в сверхбыстрых (по тем временам) расчетах испытывали математики, ученые-термоядерщики, первые разработчики ракетной техники и многие другие. Когдав 1954 году оперативная память БЭСМ была укомплектована усовершенствованной элементной базой, быстродействие машины (до 8 тысяч операций в секунду)оказалось на уровне лучших американских ЭВМ и самым высоким в Европе. Доклад Лебедева о БЭСМ в 1956 году на конференции в западном германском городе Дармштадте произвел настоящий фурор, поскольку мало известная советская машина оказалась лучшей европейской ЭВМ. В 1958 году БЭСМ, теперь уже БЭСМ-2, в которой память на потенциалоскопах была заменена ЗУ на ферритовых сердечниках и расширен набор команд, была подготовлена к серийному производству на одном из заводов в Казани. Так начиналась история промышленного выпуска ЭВМ в Советском Союзе! Элементная база первых вычислительных машин – электронные лампы –определяла их большие габариты, значительное энергопотребление, низкую надежность и, как следствие, небольшие объемы производства и узкий круг пользователей, главным образом, из мира науки. В таких машинах практически не было средств совмещения операций выполняемой программы работы различных устройств; команды выполнялись одна за другой, АЛУ простаивало в процессе обмена данными с внешними устройствами, набор которых был очень ограниченным. Объем оперативной памяти БЭСМ-2, например, составлял 2048 39-разрядных слов, в качестве внешней памяти использовались магнитные барабаны и накопители на магнитной ленте. Очень трудоемким и малоэффективным был процесс общения человека с машиной первого поколения. Как правило, сам разработчик, написавший программу в машинных кодах, вводил ее в память ЭВМ с помощью перфокарт и затем вручную управлял ее выполнением. Электронный монстр на определенное время отдавался в безраздельное пользование программисту, и от уровня его мастерства, способности быстро находить и исправлять ошибки и умения ориентироваться за пультом ЭВМ во многом зависела эффективность решения вычислительной задачи. Ориентация на ручное управление определяла отсутствие каких бы то ни было возможностей буферизации программ[3].

---

1. Программирование ЭВМ второго поколения.

Второе поколение – вычислительные машины на полупроводниках - транзисторах (1955-1965 гг.).

Второе поколение ЭВМ связано с переходом к транзисторной элементной базе. Транзистор был изобретен в 1949 г. в лаборатории "Dell Laboratories" Дж. Бардином, У. Брайттеном, У. Шокли, которым в 1956 г. была присуждена Нобелевская премия в области физики. Первый компьютер на транзисторах был построен в лаборатории Массачусетского технологического института. Сотрудник института Кеннет Ольсен основал компанию DEC ("Digital Equipment Corporation"), которая в 1961 г. построила транзисторную ЭВМ с маркой PDP, стоившей около 120 000 долл. Таким образом, было положено начало серийному выпуску компьютеров. В качестве конструктивно-технологической основы использовались схемы с печатным монтажом (платы из фольги- рованного гетинакса).

Блочный принцип конструирования ЭВМ позволил подключать большое число разнообразных внешних устройств, что обеспечивало гибкость использования компьютеров. Повысилась тактовая частота работы электронных схем компьютеров, снизились напряжение питания схем (до 10–15 В) и потребляемая мощность (до сотен ватт), существенно выросла надежность работы (до нескольких сотен часов наработки на отказ). Оперативные запоминающие устройства создавались на основе миниатюрных тороидальных ферритовых сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса, ПЗУ – на основе трансформаторов. Впервые стали применяться внешние накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД), флоппи-дисках.

В 1964 г. появился первый монитор для компьютера серии IBM-2250 – монохромный дисплей с экраном 12 х 12 дюймов и разрешением 1024 х 1024 пикселей. Устройство управления ЭВМ поддерживало систему прерываний программ, многопрограммную работу и параллельность работы устройств машины. Нововведением для компьютеров второго поколения стало появление автономных устройств управления (контроллеров), переход к шинной архитектуре, создание первой компьютерной игры ("Война миров"), появление ОС и алгоритмических языков программирования – машинно ориентированного (ассемблеры) и высокого уровня:

• Паскаль
• Кобол
• Бейсик и др[4].

Впервые компьютеры работали в режимах пакетной и телеобработки, возникла новая форма программных продуктов – пакет прикладных программ (∏∏∏), первые СУБД.

---