Всем привет!
Сегодня сложно представить свою жизнь без всего этого многообразия смартфонов, ПК, планшетов, которые помогают нам в работе, учёбе и даже в отдыхе. Да что там говорить - даже лампочку уже можно "умную" купить и вполне себе успешно использовать для обеспечения себя любимого (или любимой) комфорта.
Мало кто задумывается о том, откуда всё это появилось, с чего начиналось и как развивалось. А ведь ведь истоки уходят корнями не то что в прошлый век, а гораздо, гораздо глубже.
Само слово "компьютер" ведёт своё происхождение от Английского слова "compute" - вычислять. То есть, если называть вещи своими именами, то компьютер - вычислитель. Сама суть слова уже как бы намекает на то, что это устройство создано чтобы вычислять, как и калькулятор... Или даже счёты.
Именно счёты, по моему мнению, стали первым эдаким компьютером. Пусть очень примитивным, но уже это был шаг к автоматизации рутинных вычислений.
Возможно многие помнят их, ведь ещё лет 20 назад такие устройства можно было встретить на кассах в магазинах. И вполне возможно, что среди тех, кто читает данную статью, найдутся и люди, использовавшие счёты в своей работе.
Это, по сути примитивное устройство, было основным средством вычисления как минимум несколько веков. Есть версии, согласно которым счёты изобрели в Российской империи в 16 веке, а основой для этого было взято устройство под названием дощаный счёт
Это было несколько более сложное в использовании устройство, поэтому такой пример оптимизации в принципе не удивителен.
в 1642 году француз Блез Паскаль, будучи сыном сборщика налогов, загорелся идеей создания устройства, которое бы могло несколько автоматизировать процесс вычислений. Итогом стало вычислительное устройство, названное суммирующей машиной Паскаля.
Эта машина могла довольно просто складывать числа (что понятно из названия), однако с другими арифметическими операциями всё было не столь радужно, хотя и возможно. За свою жизнь Паскаль создал более 50 видов этого устройства. Также в его честь назван один из языков программирования.
Уже в 1673 году немецкий математик, изобретатель (и вообще очень эрудированный человек) Вильгельм Лейбниц создал механический калькулятор.
Это устройство было гораздо совершеннее суммирующей машины Паскаля - и суммировать, и умножать, и делить, и вычитать с его помощью было гораздо удобнее и быстрее.
Помимо этого, именно Лейбниц заложил основы двоичной системы исчисления, которая широко используется в вычислительной технике и в наши дни.
И до этого, и после, были подобные изобретения от других математиков и изобретателей, однако именно эти 2 человека наиболее прочно вошли в историю.
Однако у всех устройств такого рода был один небольшой недостаток - для полноценных вычислений было необходимо участие человека. В 19 веке подобные устройства стали очень сильно распространены, даже появилась отдельная профессия - счётчик. Люди этой профессии могли оперативно производить сложные вычисления на счётных машинах, выполняя определённую последовательность действий (алгоритм, программа).
Первым человеком, задумавшимся об автоматизации процесса вычислений был Английский математик Чарльз Бэббидж. В 1822 году он создал устройство, которое назвал разностной машиной.
Это устройство могло производить вычисления с довольно большой точностью, но всё же было ограничено в плане произведения больших вычислений. В том же 1822 году Бэббидж решил построить устройство, лишенное этого недостатка, однако так и не смог завершить свой проект, так как разработка и строительство такого устройства требовали немалых вложений, которые ему изначально предоставляли, но в итоге финансировать проект все отказались - слишком много он требовал денег, слишком долго не было результата.
В 1833 году Чарльз Бэббидж задумался и о создании аналитической вычислительной машины, которая бы по заданному алгоритму производила бы вычисления без участия человека. К этому проекту он не привлекал инвестиции, так как понимал, что в свете недостроенной большой разностной машины ему денег никто не даст. Помимо этого Бэббидж считал, что устройство выйдет гораздо проще чем "большой недострой".
К сожалению, этот проект Чарльз Бэббидж так и не смог закончить. В 1851 году он написал, что дошел до черты, где его возможностей уже не хватает. Проект был заморожен на долгие годы и человеком, который продолжил дело стал его сын - Генри Бэббидж. В 1888 году Генри, по чертежам отца, построил центральный узел аналитической машины, а в 1906 году, совместно с фирмой "Монро" всё таки завершил её создание.
Идеями Чарльза Бэббиджа руководствовался и Говард Эйкен - американский инженер компании IBM. Под его руководством в 1943 году был построен один из первых компьютеров - Mark-1. Данные в компьютер поступали через перфокарты и кодировались в десятичной системе счисления. Ввод начальных значений выполнялся вручную через переключатели электромеханических реле.
Сам Mark-1 по сути устарел уже в тот момент, когда появился на свет, так как в этом же году уже началось создание другого компьютера - ENIAC (сокращённо от Electronic Numerical Integrator and Computer - электронно цифровой интегратор и вычислитель). Этот компьютер создали Джон Мокли и Преспер Эккерт - американские сотрудники вычислительного центра высшего технического училища Пенсильванского университета.
ENIAC состоял из 17468 ламп и работал в 1000 раз быстрее чем Mark-1, при этом работал он также на десятичной системе исчисления. Использование такого количества ламп приводило к тому, что сбои в работе возникали достаточно часто - стоит перегореть одной лампе, и вся работа встаёт, пока перегоревшая лампа не будет найдена и заменена. Размеры и вес его тоже впечатляли - 6 метров в высоту, 26 метров в длину и 30 тонн. Да, компьютеры тех лет было несколько проблематично не то что поставить на стол, но и поместить в квартиру.
У ENIAC был один довольно существенный недостаток - сложность внедрения новых (или изменение существующих) программ для вычислений. Такого рода работа вполне могла занимать несколько дней.
Для решения этой проблемы была начата разработка нового компьютера - EDVAC (Electronic Discrete Automatic Variable Computer - электронный дискретный автоматический переменный вычислитель). Эта модель позволяла держать в памяти компьютера как данные для вычислений, так и сами программы. Этот компьютер, как и нынешние, использовал уже двоичную систему исчисления, что позволило существенно уменьшить количество ламп, а значит сам компьютер стал более надёжным.
Однако EDVAC не стал первым таким компьютером. В результате разногласий и патентных споров ключевые разработчики ушли и унесли свои идеи, реализовав их в другом проекте - EDSAC ( Electronic Delay Storage Automatic Computer — электронный автоматический вычислитель с памятью на линиях задержки).
EDSAC стал первой ЭВМ (Электронно-Вычислительной Машиной), которая уже в общих чертах похожа по своей архитектуре на современные компьютеры.
В середине 50-ых годов в создании компьютеров стали использовать транзисторы, благодаря чему удалось во много раз уменьшить размеры при сохранении той же производительности.
К недостаткам транзисторов было отнести то, что в то время наблюдались сложности с их производством и сборкой - приходилось вручную собирать и спаивать схемы. Помимо этого транзисторы не могли использоваться для создания блоков памяти, но к тому времени начали использовать память на магнитных сердечниках.
В 1959г. Роберт Нойс изобрёл способ компоновки транзисторов и всех необходимых соединений на одной схеме - так началась эра интегральных схем (чипов). Миниатюризация компьютеров набирала обороты.
В 1971 году компанией был выпущен первый микропроцессор - intel-4004, содержащий более 2000 полупроводников.
Производительность такого чипа была меньше, чем у больших компьютеров, но это было только начало. В последующие несколько лет производительность микропроцессоров существенно выросла, начали появляться первые коммерческие компьютеры, которые мог купить любой желающий (естественно, имеющий для такого ещё и деньги).
С этого момента началась эра персональных компьютеров, в которой живём и мы с вами. Естественно, прогресс не стоит на месте, однако новых заметных архитектурных решений с тех пор особо и не было.
Возможно, через несколько лет (или десятков лет...) появится что-то принципиально новое и более-менее массовое при этом. Первые шаги к этому уже делаются - те же квантовые компьютеры как раз могут стать преемниками нынешних компьютеров. А могут и не стать - слишком уж они другие на данный момент.
А что думаете вы? Куда заведёт нас прогресс?
P.S. Это моя первая статья (не только на дзене, но и вообще). Буду рад конструктивной критике, советам, замечаниям, хейту, ненависти и т.д. :)
