Одним із перших пристроїв (V-IV ст. до н.е.), з яких, можна вважати, почалася історія розвитку комп'ютерів, була спеціальна дошка, названа згодом «абак». Обчислення на ній проводилися переміщенням кісток або каміння у поглибленнях дощок із бронзи, каменю, слонової кістки тощо. У Греції абак існував вже у V ст. е., в японців він називався «серобаян», в китайців — «суанпань». У Стародавній Русі для рахунку застосовувався пристрій, схожий на абак, - "дощаний рахунок". У XVII столітті цей прилад набув вигляду звичних російських рахунків.

Абак (V-IV ст. до н.е.)

Французький математик і філософ Блез Паскаль у 1642 р. створив першу машину, що отримала на честь свого творця назву Паскаліна. Механічне пристрій у вигляді ящика з багатьма шестернями крім додавання виконувала і віднімання. Дані вводилися в машину за допомогою повороту набірних коліщатків, які відповідали числам від 0 до 9. Відповідь з'являлася у верхній частині металевого корпусу.

Паскаліна

У 1673 році Готфрід Вільгельм Лейбніц створив механічний рахунковий пристрій (ступінчастий обчислювач Лейбніца — калькулятор Лейбніца), який вперше не тільки складав і вичитував, а ще множив, ділив і обчислював квадратний корінь. Згодом колесо Лейбниця стало прототипом для масових лічильних приладів – арифмометрів.

Модель ступінчастого обчислювача Лейбниця

Англійський математик Чарльз Беббідж розробив пристрій, який не тільки виконував арифметичні дії, але й одразу друкував результати. У 1832 р. було побудовано десятикратно зменшену модель із двох тисяч латунних деталей, яка важила три тонни, але була здатна виконувати арифметичні операції з точністю до шостого знака після коми та обчислювати похідні другого порядку. Ця обчислювальна машина стала прообразом справжніх комп'ютерів, називалася диференціальною машиною.

Диференціальна машина

Підсумовуючий апарат із безперервною передачею десятків створює російський математик та механік Пафнутій Львович Чебишев. У цьому апараті досягнуто автоматизації виконання всіх арифметичних дій. У 1881 році була створена приставка до підсумовуючого апарату для множення та поділу. Принцип безперервної передачі десятків широко використовувався у різних лічильниках та обчислювальних машинах.

Підсумовуючий апарат Чебишева

Автоматизована обробка даних з'явилася наприкінці минулого століття США. Герман Холлеріт створив пристрій - Табулятор Холлерита - в якому, нанесена на перфокарти, розшифровувалося електричним струмом.

Табулятор Холлеріту

У 1936 році молодий вчений з Кембриджу Алан Т'юрінг придумав уявний лічильний апарат-комп'ютер, який існував лише на папері. Його «розумна машина» діяла за певним заданим алгоритмом. Залежно від алгоритму уявна машина могла застосовуватися для найрізноманітніших цілей. Однак у той час це були суто теоретичні міркування та схеми, які послужили прототипом програмованого комп'ютера як обчислювального пристрою, який обробляє дані відповідно до певної послідовності команд.

Інформаційні революції історія

В історії розвитку цивілізації відбулося кілька інформаційних революцій — перетворень соціальних суспільних відносин внаслідок змін у галузі обробки, збереження та передачі інформації.

Першареволюція пов'язана з винаходом писемності, що призвело до гігантського якісного та кількісного стрибка цивілізації. З'явилася можливість передачі знань від поколінь до поколінь.

Друга(середина XVI ст.) революція викликана винаходом друкарства, яке радикально змінило індустріальне суспільство, культуру, організацію діяльності.

Третя(кінець XIX ст.) революція з відкриттями в галузі електрики, завдяки чому з'явилися телеграф, телефон, радіо, пристрої, які дозволяють оперативно передавати та накопичувати інформацію у будь-якому обсязі.

Четверта(З сімдесятих років XX ст.) Революція пов'язана з винаходом мікропроцесорної технології та появою персонального комп'ютера. На мікропроцесорах та інтегральних схемах створюються комп'ютери, системи передачі (інформаційні комунікації).

Цей період характеризують три фундаментальні інновації:

• перехід від механічних та електричних засобів перетворення інформації до електронних;
• мініатюризація всіх вузлів, пристроїв, приладів, машин;
• створення програмно-керованих пристроїв та процесів.

Історія розвитку комп'ютерної техніки

Потреба у зберіганні, перетворенні та передачі у людини з'явилася значно раніше, ніж було створено телеграфний апарат, перша телефонна станція та електронна обчислювальна машина (ЕОМ). Фактично весь досвід, всі знання, накопичені людством, так чи інакше сприяли появі обчислювальної техніки. Історія створення ЕОМ - загальна назва електронних машин для виконання обчислень - починається далеко в минулому і пов'язана з розвитком практично всіх сторін життя та діяльності людини. Скільки існує людська цивілізація, стільки часу використовується певна автоматизація обчислень.

Історія розвитку комп'ютерної техніки налічує близько п'яти десятиліть. За цей час змінилося кілька поколінь ЕОМ. Кожне наступне покоління відрізнялося новими елементами (електронні лампи, транзистори, інтегральні схеми), технологія виготовлення яких була іншою. Нині існує загальноприйнята класифікація поколінь ЕОМ:

• Перше покоління (1946 – початок 50-х рр.). Елементна база – електронні лампи. ЕОМ відрізнялися великими габаритами, великим споживанням енергії, малою швидкодією, низькою надійністю, програмуванням у кодах.
• Друге покоління (кінець 50-х – початок 60-х рр.). Елементна база - напівпровідникові. Поліпшилися проти ЕОМ попереднього покоління майже всі технічні характеристики. Для програмування використовують алгоритмічні мови.
• 3-тє покоління (кінець 60-х - кінець 70-х). Елементна база – інтегральні схеми, багатошаровий друкований монтаж. Різке зниження габаритів ЕОМ, підвищення їхньої надійності, збільшення продуктивності. Доступ із віддалених терміналів.
• Четверте покоління (з середини 70-х - кінець 80-х). Елементна база - мікропроцесори, великі інтегральні схеми. Поліпшились технічні характеристики. Масовий випуск персональних комп'ютерів Напрями розвитку: потужні багатопроцесорні обчислювальні системи з високою продуктивністю, створення дешевих мікроЕОМ.
• П'яте покоління (з середини 80-х рр.). Почалася розробка інтелектуальних комп'ютерів, яка поки що не увінчалася успіхом. Впровадження в усі сфери комп'ютерних мереж та їх поєднання, використання розподіленої обробки даних, повсюдне застосування комп'ютерних інформаційних технологій.

Разом зі зміною поколінь ЕОМ змінювався і їх використання. Якщо спочатку вони створювалися і використовувалися здебільшого на вирішення обчислювальних завдань, то надалі сфера їх застосування розширилася. Сюди можна віднести обробку інформації, автоматизацію управління виробничо-технологічними та науковими процесами та багато іншого.

Принципи роботи комп'ютерів Конрада Цузе

Ідея про можливість побудови автоматизованого рахункового апарату спала на думку німецькому інженеру Конраду Цузе (Konrad Zuse) і в 1934 р. Цузе сформулював основні принципи, на яких повинні працювати майбутні комп'ютери:

• двійкова система числення;
• використання пристроїв, що працюють за принципом «так/ні» (логічні 1/0);
• повністю автоматизований процес роботи обчислювача;
• програмне управління процесом обчислень;
• підтримка арифметики з плаваючою комою;
• Використання пам'яті великої ємності.

Цузе першим у світі визначив, що обробка даних починається з біта (біт він називав «статусом так/ні», а формули двійкової алгебри - умовними судженнями), першим ввів термін «машинне слово» (Word), першим об'єднав у обчислювачі арифметичні та логічні операції, зазначивши, що «елементарна операція комп'ютера – перевірка двох двійкових чисел на рівність. Результатом буде також двійкове число з двома значеннями (одночасно, не дорівнює)».

Перше покоління – ЕОМ з електронними лампами

Colossus I - перша обчислювальна машина на лампах, створена англійцями 1943 р., для розкодування німецьких військових шифрів; вона складалася з 1800 електронних ламп - пристроїв для зберігання інформації - і була одним із перших програмованих електронних цифрових комп'ютерів.

ENIAC - був створений для розрахунку артилерійських таблиць балістики; цей комп'ютер важив 30 тонн, займав 1000 квадратних футів та споживав 130-140 кВт електроенергії. Комп'ютер містив 17468 вакуумних ламп шістнадцяти типів, 7200 кристалічних діодів і 4100 магнітних елементів, і вони містилися в шафах загальним обсягом близько 100 м 3 . ENIAC мав продуктивність 5000 операцій на секунду. Загальна вартість машини становила $ 750 000. Потреба споживання електрики - 174 кВт, загальний займаний простір - 300 м 2 .

ENIAC - пристрій для розрахунку артилерійських таблиць балістики

Ще один представник 1-го покоління ЕОМ, який слід звернути увагу, це EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer). EDVAC цікавий тим, що в ньому була спроба записувати програми електронним способом у так званих «ультразвукових лініях затримки» за допомогою ртутних трубок. У 126 таких лініях можна було зберігати 1024 рядків чотиризначних двійкових чисел. То була «швидка» пам'ять. Як «повільної» пам'яті передбачалося фіксувати числа та команди на магнітному дроті, проте цей метод виявився ненадійним, і довелося повернутися до телетайпних стрічок. EDVAC працював швидше за свого попередника, додавання займало 1 мкс, розподіл - 3 мкс. Він містив лише 3,5 тис. електронних ламп і розташовувався на 13 м 2 площі.

UNIVAC (Universal Automatic Computer) був електронним пристроєм з програмами, що зберігаються в пам'яті, які вводилися туди вже не з перфокарт, а за допомогою магнітної стрічки; це забезпечувало високу швидкість читання та запису інформації, а, отже, і більш високу швидкодію машини загалом. Одна стрічка могла містити мільйон символів, записаних у двійковій формі. Стрічки могли зберігати і програми та проміжні дані.

Представники першого покоління ЕОМ: 1) Electronic Discrete Variable Computer; 2) Universal Automatic Computer

Друге покоління - ЕОМ на транзисторах.

Транзистори прийшли на зміну електронним лампам на початку 60-х. Транзистори (які діють як електричні перемикачі), споживаючи менше електроенергії та виділяючи менше тепла, займають і менше місця. Об'єднання кількох транзисторних схем однією платі дає інтегральну схему (chip — «щіпка», «стружка» буквально, платівка). Транзистори це лічильники двійкових чисел. Ці деталі фіксують два стани - наявність струму та відсутність струму, і тим самим обробляють інформацію, подану їм саме в такому двійковому вигляді.

У 1953 р. Вільям Шоклі винайшов транзистор з p - n переходом (junction transistor). Транзистор замінює електронну лампу і працює з більшою швидкістю, виділяє дуже мало тепла і майже не споживає електроенергію. Одночасно з процесом заміни електронних ламп транзисторами вдосконалювалися методи зберігання інформації: як пристрої пам'яті стали застосовуватися магнітні сердечники та магнітні барабани, а вже в 60-ті роки набуло поширення зберігання інформації на дисках.

Один з перших комп'ютерів на транзисторах - Atlas Guidance Computer - був запущений в 1957 і використовувався при керуванні запуском ракети Atlas.

Створений в 1957 р. RAMAC був недорогим комп'ютером з модульною зовнішньою пам'яттю на дисках, комбінованим оперативним пристроєм, що запам'ятовує, на магнітних сердечниках і барабанах. І хоча цей комп'ютер ще не був повністю транзисторним, він відрізнявся високою працездатністю та простотою обслуговування і мав великий попит на ринку засобів автоматизації діловодства в офісах. Тому для корпоративних замовників терміново випустили вже "великий" RAMAC (IBM-305), для розміщення 5 Мбайт даних системі RAMAC потрібно було 50 дисків діаметром 24 дюйми. Створена на основі цієї моделі інформаційна система безвідмовно обробляла масиви запитів 10 мовами.

В 1959 IBM створила свій перший повністю транзисторний великий універсальний комп'ютер моделі 7090, здатний виконувати 229 тис. операцій в секунду - справжній транзисторний мейнфрейм. У 1964 році на основі двох 7090 мейнфреймів американська авіакомпанія SABRE вперше застосувала автоматизовану систему продажу та бронювання авіаквитків в 65 містах світу.

У 1960 році DEC представила перший у світі мінікомп'ютер - модель PDP-1 (Programmed Data Processor, програмований процесор даних), комп'ютер з монітором і клавіатурою, який став одним із найпомітніших явищ на ринку. Цей комп'ютер був здатний виконувати 100 000 операцій на секунду. Сама машина займала на підлозі всього 1,5 м2. PDP-1 став, по суті, першою у світі ігровою платформою завдяки студенту MIT Стіву Расселу, який написав для нього комп'ютерну іграшку Star War!

Представники ІІ-го покоління ЕОМ: 1) RAMAC; 2) PDP-1

В 1968 Digital вперше налагодила серійне виробництво міні-комп'ютерів - це був PDP-8: ціна їх була близько $ 10000, а розміром модель була холодильник. Саме цю модель PDP-8 змогли купувати лабораторії, університети та невеликі підприємства.

Вітчизняні комп'ютери того часу можна охарактеризувати так: за архітектурними, схемними та функціональними рішеннями вони відповідали своєму часу, але їх можливості були обмежені через недосконалість виробничої та елементної бази. Найбільшою популярністю користувалися машини серії БЕСМ. Серійне виробництво, досить незначне, почалося випуском ЕОМ «Урал-2» (1958), БЕСМ-2, «Мінськ-1» та «Урал-3» (усі – 1959 р.). У 1960 р. пішли в серію «М-20» та «Урал-4». Максимальну продуктивність наприкінці 1960 мав «М-20» (4500 ламп, 35 тис. напівпровідникових діодів, пам'ять на 4096 осередків) — 20 тис. операцій на секунду. Перші комп'ютери на напівпровідникових елементах (Роздан-2, Мінськ - 2, М-220 і Дніпро) знаходилися ще в стадії розробки.

Третє покоління – малогабаритні ЕОМ на інтегральних схемах

У 50-х і 60-х роках складання електронного обладнання представляло трудомісткий процес, який уповільнювався складністю електронних схем. Так, наприклад, комп'ютер типу CD1604 (1960, Control Data Corp.), Містив близько 100 тис. діодів і 25 тис. транзисторів.

1959 року американці Джек Сент Клер Кілбі (фірма Texas Instruments) і Роберт Н. Нойс (фірма Fairchild Semiconductor) незалежно один від одного винайшли інтегральну схему (ІС) — сукупність тисяч транзисторів, розміщених на одному кристалі кремнію всередині мікросхеми.

Виробництво комп'ютерів на ІВ (мікросхем їх стали називати пізніше) було набагато дешевше, ніж на транзисторах. Завдяки цьому багато організацій змогли придбати та освоїти такі машини. І це, своєю чергою, призвело до зростання попиту універсальні ЕОМ, призначені на вирішення різних завдань. У ці роки виробництво комп'ютерів набуло промислових масштабів.

В цей же час з'являється напівпровідникова пам'ять, яка й досі використовується у персональних комп'ютерах.

Представник ІІІ-го покоління ЕОМ - ЄС-1022

Четверте покоління – персональні комп'ютери на процесорах

Попередниками IBM PC були Apple II, Radio Shack TRS-80, Atari 400 та 800, Commodore 64 та Commodore PET.

Народження персональних комп'ютерів (ПК, PC) повною мірою пов'язують із процесорами Intel. Корпорація була заснована в середині червня 1968 р. з того часу Intel перетворилася на найбільшого у світі виробника мікропроцесорів з кількістю співробітників понад 64 тисячі. Метою Intel було створення напівпровідникової пам'яті і щоб вижити, фірма стала брати і сторонні замовлення на розробку напівпровідникових пристроїв.

У 1971 р. Intel отримала замовлення на розробку набору з 12 мікросхем для програмованих мікрокалькуляторів, але інженерам Intel створення 12 спеціалізованих чіпів здалося громіздким та неефективним. Завдання скорочення номенклатури мікросхем було вирішено шляхом створення «спарки» з напівпровідникової пам'яті та виконавчого пристрою, здатного працювати за командами, що зберігаються в ній. Це був прорив у філософії створення обчислювальних засобів: універсальний логічний пристрій у вигляді 4-розрядного центрального процесорного пристрою i4004, який пізніше був названий першим мікропроцесором. Він був набором з 4 чіпів, серед яких був один чіп, керований командами, які зберігалися в напівпровідникової внутрішньої пам'яті.

Як комерційна розробка, мікрокомп'ютер (так тоді називалася мікросхема) з'явився на ринку 11 листопада 1971 року під назвою 4004: 4 бітний, що містить 2300 транзисторів, тактова частота 60 кГц, вартість - $ 200. У 1972 р. компанія Intel випустила восьми8 в 1974 р. - його вдосконалену версію Intel-8080, яка до кінця 70-х стала стандартом для мікрокомп'ютерної індустрії. Вже 1973 року у Франції з'являється перший комп'ютер з урахуванням процесора 8080 — Micral. З різних причин цей процесор не мав успіху в Америці (у Радянському Союзі він був скопійований і тривалий час випускався під назвою 580ВМ80). Тоді ж група інженерів пішла з Intel та утворила фірму Zilog. Найбільш гучним продуктом є Z80, який має розширений набір команд 8080 і, що забезпечило його комерційний успіх для побутових приладів, обходився однією напругою живлення 5В. На його основі було створено, зокрема, комп'ютер ZX-Spectrum (іноді його називають на ім'я творця - Sinclair), який став практично прообразом Home PC середини 80-х. У 1981 р. Intel випускає 16-розрядний процесор 8086 і 8088 - аналог 8086, за винятком зовнішньої 8-бітної шини даних (вся периферія тоді була ще 8-бітною).

Конкурент Intel, комп'ютер Apple II відрізнявся тим, що не був цілком закінченим апаратом і залишалася деяка свобода для доопрацювання безпосередньо користувачем — можна було встановлювати додаткові інтерфейсні плати, плати пам'яті та ін. Саме ця особливість, яку стали називати «відкритою архітектурою», стала його основною перевагою. Успіху Apple II сприяли ще дві новинки, розроблені 1978 року. Недорогий накопичувач на гнучких дисках і перша програма для комерційних розрахунків — електронна таблиця VisiCalc.

Великою популярністю в 70-х роках мав комп'ютер Altair-8800, побудований на основі процесора Intel-8080. Хоча можливості Altair були досить обмежені - оперативна пам'ять становила всього 4 Kb, клавіатура та екран були відсутні, його поява була зустрінута з великим ентузіазмом. Він був випущений на ринок у 1975 році, і в перші місяці було продано кілька тисяч комплектів машини.

Представники IV-го покоління ЕОМ: а) Micral; б) Apple II

Цей комп'ютер, розроблений фірмою MITS, продавався поштою як набору деталей для самостійного складання. Весь комплект для складання коштував $397, тоді як тільки один процесор від Intel продавався за $360.

Поширення ПК до кінця 70-х років призвело до деякого зниження попиту на великі ЕОМ і міні-ЕОМ - фірма IBM в 1979 випустила IBM PC на базі процесора 8088. Існуюче на початку 80-х років програмне забезпечення було орієнтоване на обробку текстів та простих електронних таблиць, а сама думка про те, що «мікрокомп'ютер» може стати звичним та необхідним пристроєм на роботі та вдома, здавалася неймовірною.

12 серпня 1981 року IBM представила Personal Computer (PC), який став, у поєднанні з програмним забезпеченням від Microsoft, стандартом для всього парку ПК сучасного світу. Ціна моделі IBM PC з монохромним дисплеєм становила близько $3.000, з кольоровим - $6.000. Конфігурація IBM PC: процесор Intel 8088 з частотою 4,77 МГц і 29 тисяч транзисторів, 64 Кб оперативної пам'яті, 1 флоппі-дисковод ємністю 160 Кб, - звичайний вбудований динамік. У цей час запуск додатків і робота з ними були справжнім борошном: через відсутність жорсткого диска доводилося весь час змінювати дискети, не було ні «миші», ні графічного віконного інтерфейсу користувача, ні точної відповідності між зображенням на екрані і кінцевим результатом (WYSIWYG ). Кольорова графіка була вкрай примітивна, про тривимірну анімацію або фотообробку не йшлося, проте історія розвитку персональних комп'ютерів почалася саме з цієї моделі.

1984 року IBM представила ще дві новинки. По-перше, була випущена модель для домашніх користувачів, названа PCjr на базі процесора 8088, яка була оснащена чи не першою бездротовою клавіатурою, але успіху на ринку ця модель не досягла.

Друга новинка - IBM PC AT. Найважливіша особливість: перехід на мікропроцесори вищих рівнів (80286 із цифровим співпроцесором 80287) із збереженням сумісності з попередніми моделями. Цей комп'ютер виявився законодавцем стандартів на багато років уперед у цілій низці відносин: тут вперше з'явилася 16-розрядна шина розширень (що залишається стандартною і донині) та графічні адаптери EGA з роздільною здатністю 640х350 при глибині представлення кольору 16 біт.

У 1984 р. відбувся випуск перших комп'ютерів Macintosh з графічним інтерфейсом, маніпулятором «миша» і багатьма іншими атрибутами інтерфейсу користувача, без яких не мисляться сучасні настільні комп'ютери. Користувачів новий інтерфейс не залишив байдужими, але революційний комп'ютер не сумісний ні з колишніми програмами, ні з апаратними компонентами. А у тодішніх корпораціях вже стали нормальними робочими інструментами WordPerfect та Lotus 1-2-3. Користувачі вже звикли та пристосувалися до символьного інтерфейсу DOS. На їхній погляд, Macintosh виглядав навіть якось несерйозно.

П'яте покоління комп'ютерів (з 1985 по наш час)

Відмітні ознаки V-го покоління:

1. Нові технології виробництва.
2. Відмова від традиційних мов програмування, таких як Кобол та Фортран на користь мов з підвищеними можливостями маніпулювання символами та з елементами логічного програмування (Пролог та Лісп).
3. Акцент на нові архітектури (наприклад, архітектуру потоку даних).
4. Нові способи введення-виводу, зручні для користувача (наприклад, розпізнавання мови та образів, синтезу мови, обробка повідомлень природною мовою)
5. Штучний інтелект (тобто автоматизація процесів вирішення завдань, отримання висновків, маніпулювання знаннями)

Саме на рубежі 80-90-х сформувався союз Windows-Intel. Коли на початку 1989 р. Intel випустила мікропроцесор 486, виробники комп'ютерів не стали чекати на приклад з боку IBM або Compaq. Почалися перегони, до яких вступили десятки фірм. Але все нові комп'ютери були надзвичайно схожі один на одного – їх поєднувала сумісність із Windows та процесори від Intel.

У 1989 р. було випущено процесор i486. Він мав вбудований математичний співпроцесор, конвеєр та вбудований кеш першого рівня.

Напрями розвитку комп'ютерів

Нейрокомп'ютери можна віднести до шостого покоління ЕОМ. Незважаючи на те, що реальне застосування нейромереж почалося відносно недавно, нейрокомп'ютинг як науковому напрямку пішов сьомий десяток років, а перший нейрокомп'ютер був побудований в 1958 році. Розробником машини був Френк Розенблатт, який подарував своєму дітищу ім'я Mark I.

Теорія нейронних мереж вперше була позначена в роботі МакКаллока і Піттса в 1943: будь-яку арифметичну або логічну функцію можна реалізувати за допомогою простої нейронної мережі. Інтерес до нейрокомп'ютера знову спалахнув на початку 80-х років і був підігрітий новими роботами з багатошаровим перцептроном та паралельними обчисленнями.

Нейрокомп'ютери - це ПК, що складаються з безлічі працюючих паралельно простих обчислювальних елементів, які називають нейронами. Нейрони утворюють звані нейросети. Висока швидкодія нейрокомп'ютерів досягається за рахунок величезної кількості нейронів. Нейрокомп'ютери побудовані за біологічним принципом: нервова система людини складається з окремих клітин - нейронів, кількість яких у мозку досягає 1012, при тому, що час спрацьовування нейрона - 3 мс. Кожен нейрон виконує досить прості функції, але оскільки він пов'язаний у середньому з 1-10 тис. інших нейронів, такий колектив успішно забезпечує роботу людського мозку.

Представник VI покоління ЕОМ - Mark I

В оптоелектронних комп'ютерах носієм інформації є світловий потік. Електричні сигнали перетворюються на оптичні і назад. Оптичне випромінювання як носій інформації має ряд потенційних переваг у порівнянні з електричними сигналами:

• Світлові потоки, на відміну електричних, можуть перетинатися друг з одним;
• Світлові потоки можуть бути локалізовані у поперечному напрямку нанометрових розмірів та передаватися по вільному простору;
• Взаємодія світлових потоків з нелінійними середовищами розподілена по всьому середовищу, що дає нові ступені свободи в організації зв'язку та створення паралельних архітектур.

В даний час ведуться розробки зі створення комп'ютерів, що повністю складаються з оптичних пристроїв обробки інформації. Сьогодні цей напрямок є найцікавішим.

Оптичний комп'ютер має небачену продуктивність і зовсім іншу, ніж електронний комп'ютер, архітектуру: за 1 такт тривалістю менше 1 наносекунди (це відповідає тактовій частоті понад 1000 МГц) в оптичному комп'ютері можливе оброблення масиву даних близько 1 мегабайта і більше. До теперішнього часу вже створено та оптимізовано окремі складові оптичних комп'ютерів.

Оптичний комп'ютер розміром з ноутбук може дати користувачеві можливість розмістити в ньому майже всю інформацію про світ, при цьому комп'ютер зможе вирішувати завдання будь-якої складності.

Біологічні комп'ютери — це звичайні ПК, засновані лише на ДНК-обчислень. Реально показових робіт у цій галузі так мало, що говорити про суттєві результати не доводиться.

Молекулярні комп'ютери - це ПК, принцип дії яких заснований на використанні зміни властивостей молекул у процесі фотосинтезу. У процесі фотосинтезу молекула приймає різні стани, отже вченим залишається лише присвоїти певні логічні значення кожному стану, тобто «0» чи «1». Використовуючи певні молекули, вчені визначили, що їхній фотоцикл складається всього з двох станів, «перемикати» які можна змінюючи кислотно-лужний баланс середовища. Остання дуже легко зробити за допомогою електричного сигналу. Сучасні технології вже дозволяють створювати цілі ланцюжки молекул, організовані таким чином. Таким чином, дуже навіть можливо, що й молекулярні комп'ютери чекають на нас «не за горами».

Історія розвитку комп'ютерів ще не закінчена, крім удосконалення старих, йде й розробка нових технологій. Приклад того, квантові комп'ютери — пристрої, що працюють на основі квантової механіки. Повномасштабний квантовий комп'ютер - гіпотетичний пристрій, можливість побудови якого пов'язана з серйозним розвитком квантової теорії в області багатьох частинок та складних експериментів; ця робота лежить на передовому краї сучасної фізики. Експериментальні квантові комп'ютери існують; елементи квантових комп'ютерів можуть застосовуватися підвищення ефективності обчислень вже існуючої приладової базі.

У 1673 році вчений з Німеччини Готфрід Лейбніц спорудив лічильну машину, яка могла виконувати відразу всі чотири арифметичні операції: додавання, віднімання, множення та поділ. Вона згодом і стала зразком арифмометра.

У 19 столітті продовжували вдосконалювати роботу арифмометра. В результаті додаткових розробок була підвищена точність і надійність обчислень, що проводяться.

У Росії першу лічильну машину розробив П. Чебишев у 1878 році. На цьому пристрої можна було віднімати та складати відразу багатозначні числа.

Механік з Петербурга Однер додав до арифмометра зубчатку, яка мала змінну кількість зубів. В результаті така конструкція забезпечувала швидке та чітке виконання арифметичних операцій. Це і послужило поштовхом для подальшого поширення арифмометрів, які випускалися ще протягом ста років.

Лише 30-ті роки 20 століття спроектували досконалу модель арифмометра – «Фелікс».

У 19 столітті математик англійського походження Чарльз Беббідж розробив основні положення, які мали лягти в основу конструкції обчислювальної машини:

• арифметичний устрій;
• пам'ять;
• будову введення-виведення;
• пристрій керування.

Але він не зміг реалізувати задумане, оскільки машинобудування на той момент було низьким. Однак його дочка Ада Лавлейс створила обчислювальні програми для даного апарату. Її по праву вважають першою програмісткою у світі.

Сучасна історія ЕОМ

У 40-х роках 20 століття було створено програмовану лічильну машину на основі електромеханічного реле. Але вона не набула широкого поширення, тому що почалися розробки ЕОМ на основі радіолампи.

Офіційно роком створення першої ЕОМ вважається 1946, коли американськими вченими була розроблена перша машина «Еніак». Принципи побудови ЕОМ сформулював Джон фон Нейман, якого вважають творцем першої електронно-обчислювальної машини.

Але окремі дослідники приписують створення першої ЕОМ німецькому винахіднику Конраду Цузе, який створив програмовану двійкову обчислювальну машину Z1. Створення такої машини було закінчено у 1938 році.

Сучасна людина вже життя не може уявити без комп'ютера. Адже десь у 50-х роках 20-го століття люди вважали, що комп'ютер необхідний лише для того, щоб прораховувати траєкторії польотів до зірок. А ще раніше навіть слова такого "комп'ютера" не знали. Поринемо в історію створення комп'ютерів.

В якому році винайшли комп'ютер

Саме слово "комп'ютер" має значення "обчислювач". Вже давно люди потребували винаході пристрою, який міг би автоматично обробляти дані, обчислювати. Дуже складно сказати, хто і коли винайшов комп'ютер, так як спочатку треба визначитися, що вважати цим пристроєм обчислень і обробки даних.

У першій половині 19 століття Чарльз Беббідж, англійський математик, зробив спробу створити універсальну обчислювальну машину. Ця аналітична машина мала сама виконувати обчислення без допомоги людини. Але математик не зміг завершити свою роботу, для техніки на той час це виявилося надто складно. Але завдяки йому послідовники здобули всі основні ідеї.

1941 року німецький інженер Конард Цузе і 1943 року американець Говард Ейкен скористалися ідеями Беббіджа і таки побудували таку аналітичну машину!

Хто винайшов комп'ютер у сучасному розумінні

Чарльза Бебіджа можна назвати тим, хто першим винайшов комп'ютер, або творцем першого прообразу комп'ютера. Але все ж таки першою машиною, що реально працює, яка вирішувала практичні завдання, стала ENIAC. Це комп'ютер, розроблений спеціально для потреб армії, для рахунку балістичних таблиць авіації та артилерії.

У 1946 році стало відомо, що в США запустили перший у світі комп'ютер ENIAC. Абревіатура розшифровується як Electronic Numerical Integrator And Computer (Електронний Цифровий Інтегратор та Комп'ютер). На його будівництво пішло близько половини мільйона доларів. Над ним працювали приблизно три роки. Розміри машини просто вражають! Він важив 28 тонн та споживав 140 кВт енергії. Ви тільки уявіть собі, що перший комп'ютер охолоджувався авіаційними двигунами Chrysler.

Зараз все набагато простіше, майже в кожному будинку є комп'ютер, а хтось і не один. Деяким він необхідний для роботи, а для інших – це спілкування та проведення дозвілля.

Комп'ютери, без яких наше життя не є можливим, насправді з'явилися не так давно. Представники старшого покоління не лише не використовували комп'ютери під час свого навчання у школах та інститутах, а й, як правило, не мали поняття, що це таке. Епоха комп'ютерів і навіть електронно-обчислювальних машин – ЕОМ – як у нас називалися перші комп'ютери, прийшла в наше життя порівняно недавно. Хоча найдальший їхній попередник - рахунки (абак), з'явився ще в стародавньому Вавилоні 3000 років до н.е.

Реконструкція римського абака

Першою людиною, яка вигадала першу цифрову обчислювальну машину, був Блез Паскаль. У 1642 році він представляє «Паскаліну» - перший реально здійснений і популярний механічний цифровий обчислювальний пристрій. Прототип пристрою підсумовував та вичитав п'ятирозрядні десяткові числа. Паскаль виготовив понад десять таких обчислювачів, причому останні моделі оперували числами із вісьмома десятковими розрядами. З цього відкриття все почалося…

Підсумуюча машина Паскаля

З тих часів було винайдено безліч механічних апаратів, що дозволяють робити не дуже складні розрахунки. Основний прогрес спостерігався з кінця 19 ст., а пік припав на першу половину 20 ст. І ось, в 1938 році німецьким інженером Конрадом Цузе була створена складніша перша механічна програмована машина Z1. На її основі в 1941 році ним же - перша обчислювальна машина Z3, що має всі властивості сучасного комп'ютера.

Відтворений Z3 у Німецькому музеї м. Мюнхена

А хто і коли вигадав перший електронний комп'ютер? Адже саме вона є справжнім прообразом сучасних комп'ютерів. А сталося це незабаром після винаходу Конрада Цузе. У 1942 році американський фізик Джон Атанасов та його аспірант Кліффорд Беррі розробили та почали монтувати перший електронний комп'ютер. Робота не була завершена, але дуже вплинула на творця першого електронного комп'ютера ЕНІАК. Та людина, яка вигадала комп'ютер ЕНІАК – першу електронно-обчислювальну цифрову машину, був Джон Моклі, американський фізик та інженер. Джон Моклі узагальнив основні принципи побудови ЕОМ на основі досвіду розробки машин і в 1946 світові став справжній електронний комп'ютер ENIAC. Керівником розробки був Джон фон Нейман, викладені ним принципи та структура ЕОМ надалі так і стали називатися – фон-нейманівськими.

Комп'ютер ЕНІАК

Так що на питання про те, в якому році створили комп'ютер, де було створено перший комп'ютер і хто створив перший комп'ютер, можна відповісти по-різному. Якщо йдеться про перший комп'ютер взагалі (в даному випадку механічний), то творцем такого можна вважати Конрада Цузе, а країну, в якій винайшли перший комп'ютер Німеччиною. Якщо ж вважати першим комп'ютером саме електронний комп'ютер, це буде ENIAC, винахідник, відповідно, Джон Мокли, а країна - США.

Перші комп'ютери все ж таки були далекі від тих, якими ми зараз користуємося – персональними комп'ютерами. Вони були величезними, займали значні площі, порівняні з площею багатокімнатної квартири, а важили кілька десятків тонн! Персональні комп'ютери (ПК) з'явилися значно пізніше.

Хто тоді створив перший персональний комп'ютер? Створення перших персональних комп'ютерів стало можливим лише у 1970-х роках. Деякі люди стали в домашніх умовах збирати комп'ютери задля дослідницького інтересу, оскільки корисного застосування в домашніх умовах комп'ютерам практично не було. І в 1975 з'явився перший персональний комп'ютер Альтаїр 8800, який став комерційно успішним першим ПК. Творцем першого персонального комп'ютера став американський інженер Генрі Едвард Робертс, який був засновником і президентом компанії Micro Instrumentation and Telemetry Systems, яка почала випуск першого ПК. Альтаїр 8800 став «начальником» буму комп'ютеризації населення.

Персональний комп'ютер Альтаїр 8800

Перші персональні комп'ютери, і навіть комп'ютери початку 90-х були набагато слабші сучасних. Досить сказати, що обсяг пам'яті сучасної не найкрутішої «флешки» можна порівняти з усією дисковою пам'яттю кількох тисяч (!!!) персональних комп'ютерів початку 90-х. І так аналогічно за всіма іншими показниками. Фантастичний ривок у продуктивності сучасних персональних комп'ютерів у 2000-х роках пов'язаний насамперед із розвитком нових технологій у галузі електроніки та нанотехнологій.

Сьогодні практично у кожному будинку є комп'ютер, а то й не один. Він став невід'ємною частиною нашого життя, особливо з появою інтернету. Комп'ютер — помічник у роботі, джерело інформації, спосіб спілкування, розвага… Дай нам розуму, о Всесвіт, щоб він ніколи не став нашим повелителем!

Ми тепер і не уявляємо життя без комп'ютера. Нам сьогоднішнім складно зрозуміти, чому старше покоління ніяк не може освоїти прості дії та ставиться до комп'ютера з якоюсь, чи не упередженою обережністю. Молодше покоління навіть не уявляє, що ще зовсім недавно комп'ютерів не було!

А хто пам'ятає перші комп'ютери? Це була така дивина! Комп'ютер як такий був громіздкий. Монітор, зроблений за принципом телевізора, займав багато місця, не був кольоровим. Програми теж залишали бажати кращого (згадується клас програмування у школі). По суті, це був калькулятор-переросток. Про ноутбуки або планшети не те, що не йшлося, це було щось із розряду казкового блюдечка з наливним яблучком.

Так, із сьогоднішнім комп'ютером не порівняти. Сьогоднішній комп'ютер чи не виконує функцію «голова», замість нашої власної, з пам'яттю.

Але звідки взагалі узявся комп'ютер? Хто вигадав комп'ютер?

Трохи історії

Мабуть, почну з того, що означає саме слово «комп'ютер», і що воно має на увазі.

Отже, слово "комп'ютер", як відомо зі шкільного курсу, у прямому перекладі означає обчислювач. До речі, саме слово навіть не з англійської мови, а похідне від латині. І вперше з'явилося воно в одному з англійських словників наприкінці ХІХ століття. Спочатку слово комп'ютер означало професію, тобто людину, що займається розрахунками за допомогою механічних пристроїв. У першій половині двадцятого століття в цей же словник були внесені доповнення, виходячи з яких слово комп'ютер стало загальним, що позначає самі обчислювальні механізми, а не людину, яка ними користується.