История развития вычислительной техники

Первыми счетными устройствами были механические устройства. В 1642 году французский механик Блез Паскаль разработал компактное суммирующее устройство – механический калькулятор.

В 1673 г. Немецкий математик и философ Лейбниц усовершенствовал его путем добавления операций умножения и деления. На протяжении 18 века разрабатывались все более совершенные, но по-прежнему механические вычислительные устройства на основе зубчатых, реечных, рычажных и других механизмов.

Идея программирования вычислительных операций пришла из часовой промышленности. Такое программирование было жестким: одна и та же операция выполнялась в одно и то же время (пример – работа станка по копиру).

Идея гибкого программирования вычислительных операций была высказана английским математиком Чарльзом Бэббиджем в 1836-1848 гг. Особенностью его аналитической машины был принцип разделения информации на команды и данные. Однако проект не был реализован.

Программы вычислений на машине Беббиджа, составленные дочерью поэта Байрона Адой Лавлейс (1815-1852), очень схожи с программами, составленными впоследствии для первых ЭВМ. Эту замечательную женщину назвали первым программистом мира.

При переходе от режима регистрации положений механического устройства к режиму регистрации состояний элементов электронного устройства десятичная система сталанеудобной, т. к. состояний элементов только два: включено и выключено.

Возможность представления любых чисел в двоичной форме была впервые высказана Лейбницем в 1666 году.

Идея кодирования логических высказываний в математические выражения:

- истина (True) или ложь (False);

- в двоичном коде 0 или 1,

была реализована английским математиком Джорджем Булем (1815-1864) в первой половине XIX века.

Однако разработанная им алгебра логики "алгебра Буля" нашла применение лишь в следующем веке, когда понадобился математический аппарат для проектирования схем ЭВМ, использующих двоичную систему счисления. "Соединил" математическую логику с двоичной системой счисления и электрическими цепями американский ученый Клод Шеннон в своей знаменитой диссертации (1936 г.).

В логической алгебре при создании ЭВМ используются в основном 4 операции:

- И (пересечение или конъюнкция - A^B);

- ИЛИ (объединение или дизъюнкция - AvB);

- НЕ (инверсия - |A);

- ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (A*|B+|A*B).

В 1936 г. Английский математик А. Тьюринг и, независимо от него Э. Пост, выдвинули и разработали концепцию абстрактной вычислительной машины. Они доказали принципиальную возможность решения автоматами любой проблемы при условии возможности её алгоритмизации.

В 1946 г. Джоном фон Нейманом, Голдстайном и Берксом (Принстонский институт перспективных исследований) был составлен отчет, который содержал детальное описание принципов построения цифровых ЭВМ, которые используются до сих пор.

1. В архитектуру ЭВМ Джона фон Неймана входят:

a. центральный процессор, состоящий из устройства управления (УУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ);

b. память: оперативная (ОЗУ) и внешняя;

c. устройства ввода;

d. устройства вывода.

2. Принципы работы ЭВМ, предложенные фон Нейманом:

a. однородность памяти;

b. программное управление;

c. адресность.

3. Можно выделить основные поколения ЭВМ и их характеристики:

Бурное развитие вычислительных систем началось в 60-х годах 20 века с отказом отэлектронных ламп и развитием полупроводниковой,а затем илазерной техники.

ЭффективностьЭВМ (компьютеров) значительно выросла в 70-х годах 20 века с разработкой процессоров на базеинтегральных микросхем.

Качественный скачок в развитии компьютеров произошел в 80-х годах XX века с изобретением персонального компьютера и развитием всемирной информационной сети - интернета.