reforef.ru 1


История вычислительной техники и Интернета.

ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЭВМ

Компьютеpы появились очень давно в нашем миpе, но только в последнее вpемя их начали так усиленно использовать во многих отpаслях человеческой жизни. Ещё десять лет назад было редкостью увидеть какой-нибудь персональный компьютер — они были, но были очень дорогие, и даже не каждая фирма могла иметь у себя в офисе компьютер. А теперь? Теперь в каждом третьем доме есть компьютер, который уже глубоко вошёл в жизнь самих обитателей дома.

Сама идея создания искусственного интеллекта появилась давным давно, но только в 20 столетии её начали приводить в исполнение. Сначала появились огромные компьютеры, которые были подчастую размером с огромный дом. Использование таких махин, как вы сами понимаете, было не очень удобно. Но что поделаешь? Но мир не стоял на одном месте эволюционного развития — менялись люди, менялась их Среда обитания, и вместе с ней менялись и сами технологии, всё больше совершенствуясь. И компьютеры становились всё меньше и меньше по своим размерам, пока не достигли сегодняшних размеров.

Во все времена людям нужно было считать. В туманном доисторическом прошлом они считали на пальцах или делали насечки на косточки. С развитием производительных сил росло значение вычислений. Считать приходилось все больше. В связи с бурным развитием мореплавания и астрономии появилась потребность в быстром и точном составлении различных математических таблиц, в том числе синусов, логарифмов, квадратных корней и др. Возникла мысль создать устройство, облегчающее проведение арифметических операций над большим количеством чисел.

В 1646 г. французский ученый Б. Паскаль сконструировал первый механический вычислитель, позволяющий складывать и вычитать числа. В 1673 году немецкий ученый Г. Лейбниц разработал счетное устройство, в котором использовал механизм, известный под названием "колеса Лейбница". Его счетная машина выполняла не только сложение и вычитание, но и умножение и деление. Механические счетные машины - арифмометры - с видоизмененными "колесами Лейбница" использовались до середины нашего столетия, пока не были вытеснены электрическими цифровыми вычислителями, а впоследствии современными электронными калькуляторами.

В середине 30-х годов XIX столетия английский математик Ч. Беббидж предложил структуру автоматического вычислителя, названного им "аналитической машиной", состоящего из двух отдельных устройств: устройства хранения, где находятся команды и данные, введенные в машину, и перерабатывающего устройства (процессора), которое выполняет операции, пользуясь находящимися в памяти командами и данными. Самому автору реализовать идею "аналитической машины" не удалось.

В начале 40-х годов XX в. болгарский инженер Д. Атанасов и американский ученый Д. Моучили предложили использовать радиолампы для выполнения вычислений, предполагая тем самым полностью исключить механические узлы вычислительной машины.

Первая вычислительная машина, полностью реализующая эту идею, была создана в США в 1946 г. Она получила название ЭНИАК - по первым буквам полного английского названия, которое по-русски выглядит как "электронный числовой интегратор и вычислитель". Именно с этого времени начинается эра электронных вычислительных машин.

Прошло, однако, еще несколько лет, пока не сложились основные принципы устройства, или, как говорят, архитектура современных ЭВМ. Эти принципы были обоснованы выдающимся математиком ДЖ. фон Нейманом в 1946 г. Первая ЭВМ, основанная на этих принципах, - ЭДСАК была создана в Англии в 1949 г. ученым и конструктором М. Уилксом.[Error: Reference source not found]

Первая советская электронная вычислительная машина (получившая впоследствии название МЭМС - малая электронная счетная машина) была создана в 1949 г. в Киеве, а еще через три года, в 1952 г., в Москве вошла в строй машина БЭСМ (быстродействующая электронная счетная машина). Обе машины были созданы под руководством выдающегося советского ученого Сергея Алексеевича Лебедева (1902 - 1974), основоположника советской электронной вычислительной техники.

Первые компьютеры вполне отвечали своему названию (англ. compute - вычислять) и предназначались исключительно для сложных вычислений. Компьютеры пятидесятых годов выполняли тысячу операций в секунду, и на них решали важные государственные задачи: рассчитывали траекторию первых спутников и ракет, разрабатывали новое оружие. В те далекие времена ЭВМ были на пересчет, им давали собственные имена, для доступа к ЭВМ требовалось, чуть ли не разрешение правительства, а для того, чтобы поработать на ЭВМ 30-40 минут, приходилось ждать очереди несколько недель.

Первые компьютеры состояли из десятков тысяч элементов, были чрезвычайно громоздки, дороги в постройке и эксплуатации и весьма не надежны. Все эти недостатки объяснялись устройством компьютеров тех времен: основным элементом конструкции была вакуумная радиолампа, и таких ламп нужно было как минимум несколько тысяч штук.

ПОКОЛОЛЕНИЯ ЭВМ

Компьютер состоит из очень большого числа электронных компонентов, имеющих самые простые функции. Различных простейших функций совсем немного.

Эти функции элементов компьютера за истекшие 40-50 лет почти не изменились, в то время как их физическое устройство менялось очень сильно. Каждый этап развития компьютеров определялся совокупностью элементов, из которых строились компьютеры, - элементной базой. (смотри схему)

С изменением элементарной базы ЭВМ значительно изменялись характеристики, внешний вид и возможности компьютеров.

Ни одно техническое устройство, изобретенное человеком до сих пор, не развивалось так стремительно как электронные вычислительные машины. Каждые 10-12 лет происходил резкий скачок в конструкции и способах производства ЭВМ. Появляющиеся в результате такого скачка новые модели ЭВМ быстро вытесняли старые, при этом область применения ЭВМ постоянно расширялась.

Естественно, что смена поколений заключалась не только в обновлении элементарной базы. С каждым новым поколением в практику входили новые способы решения задач и новые компоненты программного обеспечения.

В ЭВМ первого поколения все элементы электронных схем изготовлялись в виде отдельных деталей. Важнейшими среди них были вакуумные электронные лампы.

Схема ЭВМ имела вид большого количества металлических шкафов (стоек), сплошь заполненных шасси с электронными лампами. Машины первого поколения занимали огромные залы, весили сотни тон и расходовали сотни киловатт электроэнергии.

У этих машин быстродействие было от нескольких сотен до 20 тысяч операций в секунду. Память тоже от нескольких сотен до 8 тысяч машинных слов.

Появление ЭВМ второго поколения стало возможно благодаря изобретению транзисторов. Резкое уменьшение размеров транзисторов по сравнению с радиолампами позволило делать блоки ЭВМ в виде печатных плат. Использование транзисторов и печатных плат позволило частично автоматизировать производство ЭВМ и значительно сократить их размеры и потребление энергии.

Использование полупроводниковых элементов давало возможность поднять быстродействие до нескольких миллионов операций в секунду, а объем запоминающих устройств - до сотен тысяч машинных слов. Среди таких ЭВМ в свое время отлично себя зарекомендовали советские "Минск-22", "Минск-32", "Мир" и БЭСМы - (БЭСМ-2, БЭСМ-3, БЭСМ-3М).

Основу ЭВМ третьего поколения составляют интегральные схемы. Изобретение интегральных схем открыло перспективы дальнейшего развития элементарной базы ЭВМ, которые до сих пор далеко не исчерпаны. Сразу резко повысился уровень надежности электронных схем при столь резком падении их стоимости благодаря уменьшению размеров и, главное, автоматизация их проектирования и производства. В ЭВМ третьего поколения применялись интегральные схемы, содержащие более тысячи элементов в одном кристалле. Из таких отдельных модулей можно собирать различные серии машин.

Быстродействие у них доходит до нескольких миллионов операций в секунду. Внешняя память практически не ограничена - наборы магнитных дисков позволяют ее постоянно увеличивать.

ЭВМ такого типа существуют целыми семействами, например семейства ЕС, СМ, "Электроника". Представителей единой системы называют РЯД-1. В классе малых ЭВМ - ЕС-1010, ЕС-1020, ЕС-1022.

ЭВМ четвертого поколения используют большие интегральные схемы (БИС), в которых переключательных элементов на кристалле кремния равно десяткам тысяч. Достижением ХХ века стало создание процессора ЭВМ, который целиком размещается на одном кристалле кремния. Такие однокристальные процессоры получили название микропроцессоров. В результате на одной плате оказалось возможным разместить электронные схемы всех устройств ЭВМ, а саму ЭВМ, которая еще двадцать лет назад занимала большой зал, сделать по габаритам и по стоимости доступной для индивидуального применения на рабочем месте пользователя. Так появились персональные ЭВМ, а также карманные и настольные микрокалькуляторы.

Принцип работы у машин этого поколения иной. Обычные работают последовательно - шаг за шагом выполняют команды. А эти обрабатывают данные поточно: узлы ЭВМ одновременно выполняют большое число операций.

Достойно представляют это поколение машины М-10, "Эльбрус-2" и некоторые другие. Производительность у них более 100 миллионов операций в секунду.

Микропроцессоры позволили создать и принципиально новую разновидность электронно-вычислительных машин - микро и мини.

Еще большие возможности открывают перед нами ЭВМ пятого поколения. Они резко отличаются от предыдущих ЭВМ. Их организация построена на принципах искусственного интеллекта: обрабатывающая знания, а не только данные. Математическое обеспечение тоже соответствует идеям конструирования "думающих" машин - рассуждать на основе логики, делать логические посылки. Производительность этих ЭВМ десять, а может, и сто миллиардов в секунду.

Компьютер пятого поколения - электронный богатырь, который делает все сразу. Машины "слушают" и "понимают" разговорную речь; синхронно переводят; "читают" карты, чертежи, фото, рукописи; дают всеобъемлющие юридические, медицинские, финансовые советы; предсказывают погоду; предлагают варианты решения разных проблем.[1]

КАКИЕ БЫВАЮТ КОМПЬЮТЕРЫ


В современном информационном мире имеются следующие типы компьютеров.

  • суперкомпьютеры - компьютеры-тежеловесы;

  • специализированные компьютеры-серверы;

  • встроенные компьютеры-невидимки;

  • промышленные компьютеры;

Персональные компьютеры:

  • рабочие станции для ученых, инженеров и художников;

  • обыкновенный массовый настольный персональный компьютер;

  • персональный компьютер-блокнот;

  • карманный компьютер-записная книжка;

  • последний крик моды - компьютеры-спутники.

На рубеже 60-70 были созданы специализированные компьютеры, так называемые суперкомпьютеры. Они предназначались для решения задач специализирующего типа. Одной из ведущих компаний мира в производстве суперкомпьютеров является компания Сеймур Крей.

Компьютер, работающий в локальной или глобальной сети, может специализироваться на оказании информационных услуг другим компьютерам, на обслуживание других компьютеров. Такой компьютер называется сервером (англ. to serve - служить обслуживать).

К
роме привычных компьютеров с клавиатурами, мониторами, дисководами, сегодняшний мир вещей наполнен компьютерами-невидимками, это компьютер встроенный в различные устройства (телефон, автомобиль, магнитофон).

Самым распространенным компьютером в наше время является персональный компьютер.



Интернет

Управление перспективных исследований (ARPA – Advanced Research Project Agency), являющиеся одним из подразделений Министерства обороны США, 2 января 1969 года начало работу над проектом создания устойчивой и надежной связи между компьютерами оборонных организаций.

Предшественницей сети Internet была экспериментальная сеть ARPANet, созданная для поддержки научных исследований в военно-промышленной сфере США, в основе функционирования которой лежали принципы, на которых позже был построен Internet.

ARPANet являлась первой попыткой создания сетей, устойчивых к частичным повреждениям, т.е с коммутацией пакетов.


Сеть с коммутацией пакетов – это такой тип компьютерной сети, в которой информация (например, сообщение) разбивается на небольшие пакеты, перемещающиеся независимо друг от друга в различных сетях до тех пор, пока не прибудут к месту своего назначения.

Приблизительно через 10 лет после начала работы над проектом ARPANet появились первые Локальные Вычислительные Сети.

Было выявлено, что эта система – потрясающий способ пересылки электронной почты и обмена информацией. И в 1983 году ARPANet разделилась на две сети – ARPANet и MILNet.

ARPANet – для мирных (исследовательских) целей.

MILNet – для военного использования.

В начале 1980 года стали появляться новые сети, обслуживающие другие сообщества, группы, организации. В процессе совершенствования упрощались способы взаимодействия с сетью, все ближе сеть приближалась к обычному, неискушенному в технических премудростях пользователю. Все больше становилось пользователей. Компьютерные сети разных стран стали объединяться, и в девяностых годах появился Internet в его сегодняшнем виде. Но настоящий бум связан с появлением новой технологии в Internet WWW (World Wide Web). Отныне для работы с WWW–серверами достаточно водить «мышкой» и выбирать интересующие материалы одним нажатием клавиши. Мимо этого не могли пройти везде сущие предприниматели. Как снежный ком начинает расти количество компаний, рассказывающих о себе, своих товарах и услугах на электронных страницах, размещаемых на все новых и новых WWW–серверах. Все большее количество товаров и услуг предлагается покупателю посредством Internet, открываются электронные магазины, и вскоре уже трудно найти товар или услугу, не представленную в Сети. Иметь собственную WWW–страничку стало делом чести для любой фирмы.


Сейчас в мире существует огромное количество компьютерных телекоммуникационных сетей (около 12 тысяч), которые входят в сообщество Internet,что позволило пользователем различных сетей обмениваться информацией.


  1. В. Д. Пекелис Москва 1990 КИБЕРНЕТИКА ОТ А ДО Я

  2. ИНФОРМАТИКА №14 1996

  3. А. Г. Кушниренко, А. Г. Леонов, М. А. Кузменко "Новые информационные технологии" ИНФОРМАТИКА №18 1996

  4. А. М. Кенин Екатеринбург 1994 ОКНО В МИР КОМПЬЮТЕРОВ