Всем привет! На этот раз немного истории про зарождение информационных технологий.
Хранилища информации
Начало компьютерной эры непременно связывают с деятельностью такого гиганта как IBM. Это аббревиатура расшифровывается как международные машины для бизнеса. Деятельность этой кампании началась задолго до появления компьютеров. В перечне продукции начала прошлого века значатся различные устройства, позволяющие упростить, в основном, рутинный бухгалтерский труд. Еще до появления компьютеров широко использовались механические калькуляторы, которые могли просуммировать числа, пробитые в стопке перфокарт. О том как туда записывалась информация лучше почитать в предыдущей статье.
Сейчас кажется невероятным, но совсем частичная автоматизация труда достигалась путем использования стандартизированных кусочков картона, на которых стандартизировано заносилась информация. Самый надежный вариант это пробитие отверстий, так как для считывания информации механизмами это было весьма удобно. Целая индустрия работала на производство устройств записи информации и устройств последующей ее обработки.
Как часто бывает в технической области, если чего-то не хватает , то это берется из смежных областей.
Компьютеры забрали хранилища информации у бухгалтеров.
Архитектура фон Неймана
Нейманом были высказаны идеи по построению электронной вычислительной машины, главной идеей которой были хранение данных в памяти, а кроме того хранение в памяти еще и программы обработки этих данных. Таким образом, одна такая вычислительная машина могла заменить любую механическую счетную машину того времени. Достаточно было лишь поменять программу.
7 Апреля 1953 года из лаборатории компании IBM вышла электронная вычислительная машина, поступившая в широкую продажу. До этого момента все компьютеры были зачастую секретными разработками, построенными в единственном экземпляре. Те системы были порождениями холодной войны и создавались для очень специализированных расчетов.
Имя первой коммерческой электронной вычислительной машины IBM 701. В отличии от своих последующих собратьев, семьсот первых машин было продано 19 штук. Вот примерно таким количеством компьютеров измерялись тогда потребности рынка.
Вакуумные электронные лампы
Этот компьютер на самом деле ни блещет ни производительностью, ни необычной архитектурой. Как и все архитектуры, которые мы еще рассмотрим в скором будущем, эта машина, построена по принципам фон Неймана. Все что отличает этот компьютер от последующих собратьев это использование технологии вакуумных ламп. Более поздние серии ЭВМ были построены уже на транзисторной технике. Пожалуй, было бы несправедливо пройти мимо такой элементной базы ведь она в свое время совершила немало полезных дел.
Пару слов о технологии вакуумных электронных ламп. Электроды, запаянные в емкость без кислорода, да и вообще без какого-то существенного количества газов при грамотном расположении способны обмениваться электронами и даже изменять ток между собой в зависимости от приложенного к другим электродам напряжения. Специальной спиралью накаливания один из электродов разогревается до такой температуры чтобы начать испускать электроны. Как только электрод теряет электрон, то сразу изменяется его заряд с нейтрального на положительный, а это значит, что электрон притянется обратно.
В случае приложенной разности потенциалов между противоположными электродами (ножки 8 и 6 на рисунке) существует электрическое поле. Испущенные электроны перелетают до другого электрода. Однако, приложенное отрицательное напряжение к еще одному электроду, называемому сеткой (ножки 2 и 7 на рисунке) будет отталкивать электроны и никакого тока не получится. Таким образом, напряжение на сетке может открывать и закрывать лампу, функционирующую в качестве ключа. Как можно заметить, особенностью данной элементной базы является большие величины приложенных напряжений, а это значит, что блоки питания нужны довольно суровые и тепла на этих лампах выделяется большое количество.
Ключи на основе электронных ламп способны группироваться в различные логические функции, модули и системы. Давайте вспомним хотя бы арифметико-логическое устройство. Мы как-то уже разбирали его в одной из самых первых статей.
Формат инструкций и данных
ЭВМ 701 модели могла работать с числа с фиксированной точкой длиной 36 или 18 бит. Числа с фиксированной точкой хранились в двоичном представлении со знаком. Что такое числа с фиксированной точкой было рассмотрено в ранних статьях и видео.
Команды были фиксированной длины в 18 бит. С целью сделать декодер команд как можно более простым их формат совершенно не меняется.
Один бит отвечает за то, какой длины машинное слово, с которым сейчас идет работа. Это 18 или 36 бит. Пять бит выделено под код операции, а это значит, что различных команд может быть только 32 штуки. Остальные биты показывают адрес того машинного слова в памяти. Двенадцать бит адресуют 4 тысячи 96 слов данных по 18 бит. Еще раз напомню, что если нужно поработать с двумя такими полусловами, то нужно выставить соответствующий бит в инструкции. В одном из видео на YouTube канале был показан восьмибитный процессор с очень похожей архитектурой, так что можно получить представление о том, как это все работало.
Вот примерно с таких образцов началось коммерческое использование компьютеров. Вернее был совершен переход от единичных экземпляров компьютеров к небольшим сериям однотипных машин.
Поддержите статью лайком если понравилось и подпишитесь чтобы ничего не пропускать.
Также не обойдите вниманием канал на YouTube . Подписки и лайки будут приятным ответом от аудитории.
