История на компютрите

1. История на компютрите

2. Древна история на компютрите Най-древният инструмент за смятане, който cамата природа е предоставила на разположение на човека, е неговата собствена ръка. Добре била известна пръстовата система в Рим. В средневековна Европа пълно описание на пръстовото смятане съставил ирландецът Беда Достопочтени. От древността се употребява още един вид инструментално смятане - с помощта на дървени плочки с нарези (зъбчета). В средните векове те се използвал за отчитане и събиране на данъци. Други народи - китайци, перси, индийци, перуанци - използвали за представяне на числата и смятане връвчици с възелчета. Всички тези „инструменти” не можели да удовлетворят нарастващите във връзка с развитието на търговията потребности от средства за смятане. Ето защо било наложително да се изобретят нови и по-ефективни уреди за по-бързо и лесно смятане.

3. Римски абак Абак се наричала дъска, на която с остър предмет се изработвали улеи и в тях се поставяли някакви предмети (пулове, камъчета), разполагани в получените колонки на позиционен принцип Той бил изработван от бронз, камък, слонова кост и цветно стъкло. Суанпан Китайската разновидност на абака - суанпан – се появила през VI век от н.е. Съвременния тип на този прибор за смятане бил създаден по-късно, вероятно през XII столетие. Суанпанът представлявал правоъгълна рамка, в която паралелно един до друг били прокарани жлебове или пилончета за числа до девет и повече; перпендикулярно на това направление суанпанът бил преграден на две неравни части. В голямото отделение ("земя") на всяко пилонче били нанизани по пет топчета, в малкото ("небе") - по две. Пилончетата съответствали на десетичните разряди.

4. Соробан Соробан - японски абак, водещ началото си от от китайския суанпан, който бил пренесен в Япония през XV- XVI век. Соробанът бил по-прост от своя предшественик. Линийка на Уат Линийката на Уат е първата универсална логаритмическа линийка, способна да извършва различни инженерни пресмятания. Тя била конструирана през 1779 година от английския механик Дж.Уат. Тя получила името "сохо-линийка", по името на местност близо до Бирмингам, където работел Уат. От средата на XVII век с неголям промеждутък били създадени Аритметическата машина на Паскал, машината на Бабидж.

5. Машина Паскалин Аритметичната машина била готова през 1645 година. За разлика от известните инструменти за смятане от типа на абака в аритметическата машина вместо предметното представяне на числата се използвало тяхното представяне във вид на взаимното положение на осите (валове) или колелата, разположени на тези оси. Модел на сметачно устройство на Леонардо да Винчи През 30-те години на 17 столетие в националната библиотека на Мадрид били открити два тома непубликувани ръкописи на Леонардо да Винчи. И сред чертежите "Codex Madrid I", почти изцяло посветени на приложната механика, учените намерили скица на 13-разрядно сумиращо устройство с десет зъбни колела. За рекламни цели то било възпроизведено от фирма IBM и се оказало напълно работоспособно.

6. Машина на Хил През 1857 година американецът Томас Хил създава първата многоразрядна машина. Машината на Хил била двуразрядна и във всеки разряд имала по девет разположени вертикално колонки с клавиши и зъбчато колело (на рисунката заради нагледността са показани само шест клавиши във всеки разряд). Машината на Хил била изложена в Националния музей във Вашингтон, но конструктивните й недостатъци и малката разрядност не позволили по-нататъшното й разпространение.

7. Аналитична машина на Бабидж През 1834 година англичанинът Чарлз Бабидж изобретява аналитичната машина. Тя се състояла от "склад" за съхраняване на числата, "мелници" - за производство (извършване) на аритметическите действия над числата ("аритметическо устройство"), устройство, управляващо в определена последователност операциите на машината ("устройство за управление"), устройство за вход и изход на данни. В аналитичната машина били предвидени три различни начина за извеждане на получените резултати: печатане на едно или две копия, изготвяне на стереотипен отпечатък, пробивки на перфокарти. Аналитичната машина не била построена. Но Бабидж направил повече от 200 чертежа на нейни различни възли и около 30 варианта на общите схеми на машината. При това били използвани повече от 4 хиляди "механични обозначения". Аналитичната машина на Бабидж е първия първообраз на съвременните компютри.

8. Нулево поколение или прародители на компютрите (1623-1936) 1623 г. Немският учен ВилхемШикард създава първата механична изчислителна машина. Нарича я “Изчисляващ часовник”. Тя умножавала и деляла 7-значни числа. Имала специален звънец, който предупреждавал за препълване. 1674 г. Готфрид Лайбниц създава "Степенчат изчислител", механизъм, способен да оперира с четирите основни аритметични операции и да изважда квадратен корен, при това с 12-разредни числа. За съжаление, изчислителят имал много недостатъци и се нуждаел от постоянен ремонт. На Лайбниц също така сме задължени за двоичната система.

9. 1801 г. Френският тъкач Жозеф-Мари Жакард измисля способ за автоматичен контрол на нишките - перфокартите. 1820 г. Шарл Ксавие Томас де Колмар създава“Аритмометър”, първият масово произвеждан калкулатор. Той можел да умножава по метода на Лайбниц и чрез косвени методи с него можело да се дели. Конструкцията била изключително удачна и най-надеждната за времето си. Това е най-дълго произвежданата изчислителна машина на света. Последните бройки са били продадени в началото на 20 век! 1822 г. На сцената се появява Чарлз Бабидж - английски математик. Той създал механична изчислителна машина, смятаща с точност до шестия знака, която можела да изчислява производни от втори ред.

10. 1824 г. Бабиж замисля още по-мощна машина. Тя би трябвало да използва изчислените резултати от предишни операции и да изпълнява цикли. Машината трябвало да работи с 40-разрядни числа. Събирането и изваждането щяло да отнеме 3 секунди, а умножението и деленето 2-3 минути. Но планове Бабидж не се сбъдват... Той е първият от многобройните създатели на компютри, който има великолепни идеи, но се проваля заради оскъден бюджет. 1829 г. Уилям Остин Бърт патентова работоспособна пишеща машина. Тя е била доста недодялана и голям технически проблем е бил засрещането на чукчетата при бърз печат. За да се намали засрещането и за да се забави писането, през 1874г. се появява подредбата QWERTY. Именно от тогава започва победното шествие на пишещите машини по масите на секретарките.

11. 1844 г. Самюел Морз изразходва седем години, за да внедри изобретението на живота си електрическият телеграф. Той изпраща първото телеграфно съобщение от Вашингтон до Балтимор. Използва азбуката на Морз. 1871 г. Бабидж разработва механични прототипи на процесор и печатащо устройство. На него дължим много идеи в изчислителната математика, архитектурата на компютрите, програмирането с перфокарти. Счита се, че най-известната жена в IT историята е Ада Лавълс, която е била асистентка на Бабидж. Тя била първата програмистка и е въвела няколко принципни понятия като цикъл и преход. На нея е кръстен езика АДА.

12. 1889 г . Херман Холерит прилага перфокарти при обработка на резултатите от преброяването на населението на Америка. Обработката на предишното преброяване отнела 7 години. Холерит се справил за 6 седмици и преброил 62 милиона човека. Компанията на Холерит CTR се преименува в IBM (International BusinessMachines). 1932 г. Деррек Хенри Лемер конструира машина за факторизация на цели числа, на основата на 19 велосипедни вериги. После заменя веригите с кинолента и първият механично-оптично-електрически калкулатор достига 5000 операции в минута! 1935 г. Корпорацията IBM представя на света IBM 601 – машина, на която аритметическото устройство е направено от релета и може да извършва операцията умножение за 1 секунда. Небивалата по това време скорост и мощност и донася огромна популярност сред учените и бизнесмените.

13. Историянасъвременнитекомпютри – Първо поколение електронни компютри (1937-1953) Характеризира се с огромни тясно специализирани машини. Програмирането им е било истинска мъка – директно на машинен език. Хардуерът е бил на базата на релета и лампи, а паметта – на вакуумни тръби и магнитни барабани. Естествено и перфокарти. 1937 г. Джон Атанасов разработва принципите на работа на първия електронно-цифров компютър.

14. 1939 г. Джон Атанасов и Клифърд Бери построили прототип на 25-битов суматор. Това е първата машина, използваща вакуумни лампи. В BellLabs Самуел Уилямс и Джордж Стибиц завършват двоичен калкулатор, който смята с комплексни числа. Калкулаторът използвал повече от 540 релета и имал три. Първото “хакване” започва още през 1938г. Поляка Мариан Ржевски създава“Бомба” – машина, използваща електромеханична логика за да разбие кода на немската шифроваща машина “Енигма”. През 1940 Ржевски отива в Англия и заедно с Алън Тюринг работи над усъвършенстван модел на “Бомбата” . 1943 г. Макс Нюман и Вин-Уилямс в Блетчли Парк завършват машина за разбиване кода на новите германски шифри, известна под кодово име “Риба”.

15. 1944 г. Томи Флауер прави изцяло електронен вариант на “Риба” – “Колос”. През цялата втора световна война Хитлер си мисли, че командите му са тайна, но съюзницте са декодирали всичките му нареждания едновременно с германците. Така хакването е помогнало на съюзниците да спечелят войната и е спасило много хора. Англичаните претендират че “Колос” е първият изцяло електронен компютър, но машината е била адски секретна, и веднага след края на войната е била унищожена, за да не я намерят руснаците. Българина – Джон Атанасов и Бери завършват първият компютър: ABC (Atanasoff-BerryComputer). На демонстрацията АВС решила 29 уравнения с 29 неизвестни за един час. Предишният рекорд е бил 381 часа. 1943 г. Айкен и екипа на IBM, построяват Mark I. Машината била дълга 15 метра, тежала 5 тона и имала 750 000 части. Умножавала за 1 секунда.

16. 1947 г. Айкен завършва Mark II. Молец в машината довежда до грешки при операции с плаваща точка. Техника, който го открива, записва в лабораторния дневник: “Днес е намерен първия истински Бъг” Инженерите от BellLabs Уилям Шокли, Джон Бардин и Уолтър Бретън изобретяват транзистора. След девет години те си разделят Нобеловата награда. Корпорацията IBM представя IBM 604. Входа и изхода са били с перфокарти. 1949 г. Екерт и Моукли правят първият военен компютър - BINAC. Списание "PopularMechanics" изказва смела прогноза: "В бъдеще, е възможно да се появят компютри с тегло по-малко от тон и половина". 1951 г. Екърт и Моукли построяват UNIVAC за RemigtonRand. Това е първия търговски компютър.. 1954 г. Появяват се първите матрични принтери и прототипа на първия уинчестър диск - IBM 305 RAMAC.

17. Второ поколение компютри (1955-1962) Появяват се първите езици за програмиране. Лампите се заменят от транзистори. Паметта става феритна. Появяват се дискове и лентовите устройства. 1955 г. TRIDAC е първият компютър на базата на транзистори. Уилям Шотки основава първата компания в Силиконовата долина, по-правилно следва да се нарича "силициева". IBM владее 55% от компютърният пазар. 1956 г. IBM произвеждат първия си комерсиален твърд диск. 1957 г. Служител на IBM, John Backus, създава първият език за програмиране: FORTRAN. KenOlsen и HarlanAnderson създават Digital Equipment Corp (DEC). 1960 г. DEC започва да продава PDP-1, първият търговски миникомпютър (с размери на автомобил). IBM създава езика за програмиране PL/1. По света има 6000 компютъра.

18. Трето поколение компютри (1963-1971) Първи интегрални схеми 1963 г. Американският Национален Институт за Стандарти приема кодировката ASCII. 1964 г. ДъкЕнгелбърт измисля и патентова мишката. 1965 г. Морис Уилкс първи заговаря за кеш-памет. DEC пуска най-евтината мини машина, струваща $18 000. 1969 г. Завършен е военният проект ARPANet . 1970 г. Денис Ритчи и Кенет Томсън пускат първата версия на Unix. Доктор Код публикува първата статия, посветена на релационните модели бази данни. АланаШугарт измисля първото осем инчово флопи (80К).

19. 1971 г. Рей Томлисън пуска първото електронно писмо. Неговият предшественик Морз в първото писмо пише: "Whathathgodwrought!" (Което ще застави бог да потрепери!) а Томлинън си изпратил съобщението "QWERTYUI". Intel разработва първият микропроцесор в света - Intel 4004. Това чудо можело да изпълнява 60 000 операции в секунда и струвало $300. Излиза първият джобен калкулатор: Poketronic. Светът е обхванат от калкулаторна треска. НиклаусВирт разработва Паскал.

20. Четвърто поколение компютри (1972-1982) Интегрални схеми с висока степен на интеграция. Процесори. Компютрите престават да бъдат занимание за ентусиасти – те стават достъпни за хора, които са далече от техниката. 1972 г. История е следната: Японската компания Busicom поръчва 12 специализирани чипа за калкулатори на Интел. Но в компанията нямало достатъчно хора за да изпълнят поръчката. Тогава Хоф спасил положението – предложил да направят един универсален чип. За два месеца Интел изпълнил поръчката, но на разработчиците им станало жал да се разделят с плода на своя труд и те изкупили от Busicom правата за чипа за $60 000. По ирония съдбата след година Busicom фалирал. Създават се две "култови" компютърни фирми. НоланБъшнел, основава Atari, а Сеймур Крей - CrayResearch. Създадени са три основополагащи езика за програмиране: C, SmallTalk и Prolog. Появява се протоколът Telnet.

21. 1973 г. В лабораторията на Xerox PARC измислят всичко: Алън Кен създава първият прототип на персонален компютър. В него са реализирани: мишка, графичен интерфейс, икони, концепцията WYSIWYG. Роберт Меткалф създава Ethernet, и веднага свързват всички компютри в мрежа, за да печатат на новото чудо. 1974 г. Появява се първият персонален компютър SCELBI на базата на Intel 8008. Но главно събитие става персоналният компютър Altair, построен на новия чип на Intel - 8080. Altair е първия масов персонален компютър. За всеки компютър е необходим софтуер. Ед Робертс – създателя на Altair се обърнал към двама програмисти: Бил Гейтс и Пол Алън. Те за 6 седмици му написват интерпретатор за BASIC. Тогава възникнал проблем: продукта изисквал 16 пъти повече памет отколкото имал Altair. На Робертс му се наложило да разработи допълнителна приставка с памет. Както виждате, тогава се изковават традициите… Между другото, приставката имала доста технически проблеми и довела до фалита на Ед Робертс.

22. 1983 г. Персоналните компютри започват да добиват човешки вид, когато Apple пуска новият модел Lisa – първият персонален компютър с графичен интерфейс. Компютъра е бил на основата на 32-битов процесор Motorola 68000, имал 1 МВ памет, петинчово флопи и 5МВ диск, мишка и графичен интерфейс. Изумителна машина за времето си. Само, че Lisa била пълен провал заради цената $10 000. По това време се появява и първият клон на IBM-PC. IBM решава да не патентова хардуера, а само BIOS-a. Само че програмистите от Феникс направили функционален аналог на BIOS-a. Световен рекорд за продукт, продаван първа година. Събитие на годината: Канадската компания Windmill Software пуска Digger. 1985 г. Излиза Windows – пълна скръб в сравнение с Apple. 1987 г. Първи реализира операционната система OS/2, разработена съвместно от IBM и Microsoft. 1988 г. Света все повече се "оплита" в мрежи - броят им се оценява на 325 000. Те съединяват 3,5 милиона компютъра и периферни устройства.

23. Шесто поколение компютри (1990-наши дни) • 90-те години • Пълна победа на интерфейса над разума. • Apple, IBM, Microsoft и други компании продължават да произвеждат и усъвършенстват софтуер, който да улеснява използването на компютрите. През 1990 г. Microsoft пуска операционната система Windows 3.0 , която коренно променя начина, по който хората работят със своите компютри. Тя се характеризира с GUI, който става любим на потребителите на компютри.

24. Новото хилядолетие • В първите години на новото хилядолетие компютрите и Интернет са по-достъпни за хората от когато и да било. Уеб услуги като директната размяна на съобщения (instantmessaging) позволяват на хората от цял свят да разговарят помежду си в реално време. Други уеб приложения им дават възможност да управляват почти целия си ежедневен бизнес и персонални задачи от своя работен плот. • И докато някои учени предвиждат, че компютърната технология ще достигне границите, налагани й от конвенционалната физика, някъде около 2010 г., изследванията в областта на квантовата физика и квантовите компютри може би ще успеят на направят процесорите по-малки и по-мощни от всичко, което сме си представяли досега. • Компютърните компоненти продължават да стават по-малки, по-бързи и по-евтини. Благодарение на това компютрите стават все по-гъвкави и се използват за все повече и повече функции.

25. История на микрокомпютрите Историята на микропроцесорите води началото си от 1971 година, когато още никому неизвестната фирма Intel пуска първия микропроцесор I4004. Неговите характеристики в сравнение с днешните процесори-гиганти са плачевни. Той имал разрядност 4 бита, тактова честота 108 кHz, можел да адресира 60 байта памет и производителност 0,06 MIPS (Millions of InstructionsPerSecond). Процесорът съдържал 2300 транзистора. Със създаването на първия микропроцесор започнала великата епоха на компютризация. По системата на командите и архитектурата си се различават 2 вида процесори: CISC и RISC. CISC - CompleteInstructionSetComputer - >процесори с пълен набор инструкции. Такива процесори започват да се произвеждат от 1971 година от компанията Intel. Компанията бързо се разраства и разширява и нейната продукция става изключително търсена на световния пазар.

26. През 1978 година компанията пуска модела i8086, което дава начало на производството на семейството процесори x86. Всички модели на това семейство не могат да бъдат причислени към СISC процесорите, тъй като 486 процесорът имал комбинирана архитектура - CISC-процесор и RISC-ядро. Моделът 486 става последния от семейството на x86, а на смяна идва новото семейство на Pentium-ите. Освен компанията Intel съществуват и други компании-гиганти, произвеждащи CISC-процесори, като AMD, Cyrix, IDT . RISC - Reduced (Restricted) InstructionSetComputer - процесори със съкратена система команди. Такива процесори обикновено имат набор еднородни регистри с универсално предназначение, и тяхната система от команди се отличава с относителна простота. Такива процесори намират приложение на UNIX сървърите. В световен мащаб се произвеждат множество разновидности на RISC процесорите. Например компанията Motorola произвежда както 16-т разрядни, така и 24-ри разрядни процесори, а компанията AnalogDevices произвежда 16-т и 32 разрядни процесори. Освен тези компании съществуват още компаниите TexasInstruments и Sun.

27. Еволюция