Лень можно смело назвать одним из двигателей прогресса. Не зря на протяжении всей истории своего существования люди пытались автоматизировать любую деятельность. Именно так, методом проб и ошибок, появлялись все известные изобретения.
Одно из самых значимых устройств, созданных руками человека, – компьютеры. Несправедливо считать, что появилось оно всего несколько десятилетий назад (тут речь, скорее, о массовом распространении). На самом деле история компьютера насчитывает не одно столетие: прошло немало времени, пока он не стал настоящим чудом техники.
Появление и эволюция компьютера: первые пробы
Люди всегда находили что посчитать. Даже если это были простые палочки, камни, а позднее и подобие монет. Поэтому вычислительная «техника» существовала тоже всегда:
- связка нитей. Узелковым способом счета пользовались индейцы майя еще до нашей эры: для подсчетов они просто завязывали узелки;
- абак. Такую счетную доску использовали древние римляне и греки;
- счеты. Это более поздний аналог компьютера: считать стало проще, а вот приспособления для счета, наоборот, стали технически сложнее. Счеты были придуманы славянами в XVI столетии и стали долгоживущими вычислительными приборами.
Близкими «братьями» современных ПК можно считать следующие изобретения:
Арифмометр
Вычислительная машина была создана для решения алгебраических задач. Автором устройства стал Леонардо да Винчи: появилось оно в 1500 году. Однако в середине ХХ столетия вокруг прибора возникло много споров. Механизм поставили под сомнение, перевели изобретение да Винчи из разряда счетных машин в категорию механизмов пропорционирования. Расцвет арифмометров начался в XVII столетии. В 1623 году Вильгельм Шиккард создал свою модель: шестиразрядное устройство с тремя блоками.
Логарифмическая линейка
Первый компьютер такого образца разработал Уильям Отред в 1622 году. Благодаря изобретению английского математика вычисления стали проще и быстрее. В основе процесса – замена умножения и деления сложением и вычитанием.
«Паскалина»
Первой полноценной машиной для вычислений нередко называют изобретение, созданное Блезом Паскалем. Появившееся в 1642 году устройство назвали «Паскалиной». Компьютер мог только складывать и вычитать, но ученому удалось продать дюжину таких приборов. Считается, что Паскаль был первым, кто механизировал математические вычисления. Его машина позволяла вводить цифры от 0 до 9: после ввода данных в верхней части корпуса появлялся результат.
ПК Готфрида Лейбница
В 1673 году появилось первое устройство, способное вычитать, делить, складывать, умножать числа. Аналог такого арифмометра использовался и намного позже – уже в ХХ столетии.
Разностная машина
Чарльзу Бэббиджу в 1822 году удалось создать первое программируемое приспособление для проведения вычислений. Впервые о таком устройстве написал Иоганн Мюллер, немецкий ученый прочитал книгу Мюллера и начал эксперименты.
Согласно еще одной версии, идеи Бэббидж позаимствовал у Гаспара де Прони. Изучив его работы, Чарльз решил создать машину, которая сможет заменить устаревшие вычислители.
Немецкий ученый получил финансовую поддержку от государства, пообещав закончить работу в течение 3 лет. Но и через 10 лет добиться желаемого результата не удалось. Однако машина Бэббиджа все же функционировала и проводила расчеты.
Работая над разностной машиной, Чарльз решил создать и универсальную аналитическую машину. Идея так и не была реализована, но нарисованное ученым устройство могло стать прообразом цифрового компьютера.
Табулятор
Электромеханические машины появились в 1888 году. Первым таким изобретением стал табулятор: он мог сортировать и считать данные, которые были закодированы на перфокартах. В аппарате были установлены электромагнитные реле, о которых знали уже не первое десятилетие, но не использовали их в вычислительных машинах. Для управления механическими счетчиками и ввода цифр использовался импульс: это была первая машина с программным управлением.
Табулятор был готов в 1890 году: его сразу же стали применять для переписи населения в Америке. Такие компьютеры использовались до 1970-х годов в бухгалтерии, при обработке данных, для учета. Даже когда появились ЭВМ, о табуляторах не забыли: они применялись для решения мелких задач.
ЭВМ
Развитие компьютеров совпало с окончанием Второй мировой войны. В это время появились первые ЭВМ, которым и было суждено заменить примитивные вычислительные машины.
Новинка была создана в 30-ые годы на основе реле и электронных ламп. Устройства были неудобными в эксплуатации и громоздкими, но для своего времени перспективными. Хватало у них и других недостатков:
- большой механизм выделял слишком много тепла и потреблял немало энергии;
- из-за недостатка оперативной памяти все вычисления происходили очень медленно;
- компьютер мог выполнять только ограниченный набор команд;
- на ПК не было установлено программное обеспечение.
Был у таких ламповых моделей еще один серьезный минус. В приборе было установлено до 30 000 лампочек. Если одна из них выходила из строя, ее можно было заменить, но для начала мастерам следовало отыскать поломку: а это требовало много времени и сил. Все ЭВМ тех лет можно разделить на две группы: электромеханические – Mark I, и электровакуумные – Z3-Z4.
Развитие ЭВМ принято делить на несколько поколений:
I
Первое поколение ЭВМ приходится на 1946-1957 годы. Это были устройства на базе электронных вакуумных ламп. Для управления ими использовались перфокарты и пульт. Машина потребляла до 150 кВт: этой мощности достаточно для поддержания работы завода.
II
Компьютеры второго поколения появились в 1958 году: этот этап продлился до 1963 года. В основе вычислительных машин – полупроводниковые транзисторы. Для ввода программ и данных использовали перфоленты и перфокарты.
Из дополнительных преимуществ – развитие языков программирования, уменьшенные габариты, увеличенная оперативная память и производительность. На этом этапе инженеры из ряда стран начали свои разработки, приняли участие и советские ученые.
III
Эпоха интегральных схем и третьего поколения машин пришлась на период с 1964 по 1970 годы. Благодаря возможности интегрировать полупроводниковые приборы в общую микросхему инженеры создали компьютер, более похожий на современный.
У новых ЭВМ был ряд преимуществ:
- внешним запоминающим устройством выступали магнитные диски – работа стала быстрее;
- создание микросхем упростило ремонт и работу с компьютером;
- значительное уменьшение габаритов ПК – теперь он помещался на рабочий стол;
- общая архитектура сделала машины программно совместимыми;
- устройства стали многозадачными – уже могли выполнять сразу несколько действий;
- значительное увеличение производительности.
Большим новшеством стало появление кэш-памяти. Улучшить имеющиеся разработки хотели инженеры всех стран, поэтому было решено объединить усилия и продолжить работу.
IV
С 1971 года компьютеры стали доступными и персональными. В этот период компания Intel выпустила первый микропроцессор: с тех пор ежегодно ПК становились компактнее и мощнее.
Изначально Intel создавали процессор для калькуляторов по заказу японской компании. Но для каждой модели требовался свой процессор, поэтому производители создали универсальный: он подошел и для компьютера.
Немалый вклад внесли Стив Джобс и Стив Возняк. С ними связано появление компьютера для простых пользователей, а не для программистов. Такая идея понравилась и потребителям, и производителям, и вскоре на рынке появилось много вариантов.
V
Этот период начался в середине 80-х годов и продолжается до сих пор. Сейчас главная задача разработчиков – создание компьютера интеллектуального, и уже есть неплохие достижения. Однако пока до создания действительно интеллектуальной машины далеко. Предполагается, что такой компьютер будет не только решать задачи, но и сам сможет манипулировать данными.
История персонального компьютера прошла тернистый и очень долгий путь, прежде чем человечество получило доступ к современным ПК, ноутбукам, смартфонам, моноблокам и другой технике. Но, по заверениям ученых, и сегодняшние устройства – это не предел возможностей, однажды будет создан еще более мощный и производительный компьютер. Когда именно это произойдет, через десять лет или через столетие? Покажет время.
Известные производители компьютеров: