История компьютера - реферат

В развитии вычислительной техники обычно выделяют несколько поколений ЭВМ: на электронных лампах (40-е - начало 50-х гг), дискретных полупроводниковых приборах (середина 50 - 60-х гг), интегральных микросхемах (в середине 60-х гг ).


История компьютера связана с попытками человека автоматизировать большие объемы вычислений. Простые арифметические операции с большими числами затруднительны для человеческого мозга. Поэтому уже в древности появилось простейшее счетное устройство - абак. В XVII в. была изобретена логарифмическая линейка, облегчающая сложные математические расчеты. В 1642 г. Блез Паскаль сконструировал восьмиразрядный суммирующий механизм. Два столетия спустя, в 1820 г. француз Шарль де Кольмар создал арифмометр, способный производить умножение и деление.


Все основные идеи, лежащие в основе работы компьютеров, были изложены еще в 1833 г. английским математиком Чарльзом Бэббиджа. Он разработал проект машины для выполнения научных и технических расчетов, где предугадал устройства современного компьютера. Для ввода и вывода данных Бэббидж предлагал использовать перфокарты - листы из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий. В то время перфокарты использовались в текстильной промышленности. Управление такой машиной должно было осуществляться программным путем.


Идеи Бэббиджа стали воплощаться в конце XIX в. В 1888 г. американский инженер Герман Холлерит сконструировал первую электромеханическую счетную машину. Эта машина, названная табуляторов, могла считывать и сортировать статистические записи, закодированные на перфокартах. В 1890 г. изобретение Холлерита было использовано в 11-й американской переписи населения. Работа, 500 сотрудников выполняли в течение семи лет, Холлерит с 43 помощниками на 43 табуляторах выполнил за один месяц.


Дальнейшее развитие науки и техники позволило в 1940-х гг построить первые вычислительные машины. В феврале 1944 г. на одном из предприятий IBM в сотрудничестве с учеными Гарвардского университета США была создана машина «Марк-1» весом в 35т.
«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, что было недостаточно быстро.


В 1943 г. американцы начали разработку альтернативного варианта вычислительной машины на основе электронных ламп, В 1946 г. была построена первая электронная вычислительная машина ENIAC. Ее вес составлял 30 тонн, она требовала для размещения 170 м2 площади. Вместо тысяч электромеханических деталей ENIAC содержал 18 тыс. электронных ламп. Работала машина в двоичной системе и делала 5 тыс. операций сложения или 300 операций умножения в секунду.


Машины на электронных лампах работали быстрее, но сами электронные лампы часто выходили из строя. Для их замены в 1947 американцы Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Брэдфорд Шокли предложили использовать изобретенные ими стабильные переключающие полупроводниковые элементы - транзисторы.


Совершенствование первых образцов вычислительных машин привело в 1951 г. к созданию компьютера UNIVAC, который стал первым серийно выпускавшимся компьютером, а его первый экземпляр был передан в Бюро переписи населения США.
В 1959 г. были изобретены интегральные микросхемы (чипы), в которых все электронные компоненты вместе с проводниками помещались внутри кремниевой пластинки. Применение чипов в компьютерах позволяет сократить пути прохождения тока при переключениях, и скорость вычислений повышается в десятки раз. Уменьшаются габариты машин. Появление чипа знаменовалась собой рождение третьего поколения компьютеров.
В 1970 г. сотрудник компании Intel Эдвард Хофф создал первый микропроцессор, разместив несколько интегральных микросхем на одном кремниевом кристалле. Это революционное изобретение кардинально перевернуло представление о компьютерах как о громоздких, тяжеловесных монстров. С микропроцессором появляются микрокомпьютеры - компьютеры четвертого поколения, способные разместиться на письменном столе пользователя.
В середине 1970-х гг начинают предпринимать попытки создания персонального компьютера - вычислительной машины, предназначенной для частного пользователя. Во второй половине 1970-х гг появляются наиболее удачные образцы микрокомпьютеров американской фирмы Apple, но широкое распространение персональные компьютеры получили с созданием в августе 1981 г. фирмой IBM модели компьютера IBM PC. Применение принципа открытой архитектуры, стандартизация основных компьютерных устройств и способов их соединения привели к массовому производству клонов IBM PC, распространению микрокомпьютеров во всем мире.


За последние десятилетия XX в. микрокомпьютеры проделали значительный эволюционный путь, многократно увеличили быстродействие и объемы перерабатываемой информации, но окончательно вытеснить большие вычислительные системы - мейнфреймы они не смогли. Более того, развитие больших вычислительных систем привело к созданию суперкомпьютера - суперпроизводительной и супердорогой машины, способной просчитывать модель ядерного взрыва или крупного землетрясения. В начале XXI в. человечество вступило в стадию формирования глобальной информационной сети, которая способна объединить возможности компьютерных систем.