Информация о первых компьютерах. Почему мы всегда позади: как в России создали первый компьютер и что из этого вышло. Машины Конрада Цузе

Компьютеры, без которых наша жизнь не представляется возможной, на самом деле, появились не так уж давно. Представители старшего поколения не только не использовали компьютеры во время своего обучения в школах и институтах, но и, как правило, понятия не имели, что это такое. Эпоха компьютеров и даже электронно-вычислительных машин – ЭВМ – как у нас назывались первые компьютеры пришла в нашу жизнь сравнительно недавно. Хотя самый дальний их предшественник – счеты (абак), появился еще в древнем Вавилоне 3000 лет до н.э.

Реконструкция римского абака

Первый человек, который придумал первую цифровую вычислительную машину, был Блез Паскаль. В 1642 году он представляет «Паскалину» - первое реально осуществлённое и получившее известность механическое цифровое вычислительное устройство. Прототип устройства суммировал и вычитал пятиразрядные десятичные числа. Паскаль изготовил более десяти таких вычислителей, причём последние модели оперировали числами с восемью десятичными разрядами. С этого открытия все и началось…

Суммирующая машина Паскаля

C тех времен было изобретено множество механических аппаратов, позволяющих производить не очень сложные расчеты. Основной прогресс наблюдался с конца 19 ст., а пик пришелся на первую половину 20 ст. И вот, в 1938 году немецким инженером Конрадом Цузе была создана более сложная первая механическая программируемая машина Z1. На ее основе в 1941 году им же - первая вычислительная машина Z3, обладающую всеми свойствами современного компьютера.

Воссозданный Z3 в Немецком музее г. Мюнхена

А кто и когда придумал первый электронный компьютер? Ведь именно он является настоящим прообразом современных компьютеров. А произошло это довольно скоро после изобретения Конрада Цузе. В 1942 году американский физик Джон Атанасов и его аспирант Клиффорд Берри разработали и начали монтировать первый электронный компьютер. Работа не была завершена, но оказала большое влияние на создателя первого электронного компьютера ЭНИАК. Тот человек, кто придумал компьютер ЭНИАК – первую электронно-вычислительную цифровую машину, был Джон Мокли, американский физик и инженер. Джон Мокли обобщил основные принципы построения ЭВМ на основе опыта разработки машин и в 1946 году миру предстал настоящий электронный компьютер ENIAC. Руководителем разработки был Джон фон Нейман, изложенные им принципы и структура ЭВМ в дальнейшем так и стали называться – фон-неймановскими.

Компьютер ЭНИАК

Так что на вопросы о том, в каком году создали компьютер, где был создан первый компьютер и кто создал первый компьютер можно ответить по-разному. Если речь идет о первом компьютере вообще (в данном случае механическом), то создателем такового можно считать Конрада Цузе, а страну, в которой изобрели первый компьютер – Германией. Если же считать первым компьютером именно электронный компьютер, то это будет ENIAC, изобретатель, соответственно, Джон Мокли, а страна - США.

Первые компьютеры все же были далеки от тех, которыми мы сейчас пользуемся – персональными компьютерами. Они были огромными, занимали значительные площади, соизмеримые с площадью многокомнатной квартиры, а весили несколько десятков тонн! Персональные же компьютеры (ПК) появились значительно позже.

А кто тогда создал первый персональный компьютер? Создание первых персональных компьютеров стало возможно только в 1970-х годах. Некоторые люди стали в домашних условиях собирать компьютеры ради исследовательского интереса, так как полезного применения в домашних условиях компьютерам практически не было. И в 1975 году появился первый персональный компьютер Альтаир 8800, который стал коммерчески успешным первым ПК. Создателем первого персонального компьютера стал американский инженер Генри Эдвард Робертс, который так же был основателем и президентом компании Micro Instrumentation and Telemetry Systems, которая начала выпуск первого ПК. Альтаир 8800 явился «начальником» бума компьютеризации населения.

Персональный компьютер Альтаир 8800

Первые персональные компьютеры, и даже компьютеры начала 90-х были на много порядков слабее современных. Достаточно сказать, что объем памяти современной не самой крутой «флешки» сопоставим со всей дисковой памятью нескольких тысяч (!!!) персональных компьютеров начала 90-х. И так аналогично по всем другим показателям. Фантастический рывок в производительности современных персональных компьютеров в 2000-х годах связан в первую очередь с развитем новых технологий в области электроники и нанотехнологий.

Когда появились первые компьютеры? Дать ответ на этот вопрос не так просто, поскольку нет одной единственно правильной классификации электронно-вычислительных машин, а также формулировок, что можно к ним относить, а что - нет.

Первое упоминание

Само слово "компьютер" было впервые документировано в 1613 году и означало человека, который выполняет расчеты. Но в XIX веке люди поняли, что машина никогда не устает работать, и она может выполнять работу гораздо быстрее и точнее.

Чтобы начать отсчет эры вычислительных машин, чаще всего берут 1822 год. Первый компьютер изобрел английский математик Чарльз Бэббидж. Он создал концепцию и приступил к изготовлению разностной машины, которая считается первым автоматическим устройством для вычислений. Она была способна подсчитывать несколько наборов чисел и делать распечатку результатов. Но, к сожалению, из-за проблем с финансированием Бэббидж так и не смог завершить ее полноценную версию.

Но математик не сдавался, и в 1837 году он представил первый механический компьютер, названный аналитической машиной. Это был самый первый компьютер общего назначения. В это же время началось его сотрудничество с Адой Лавлейс. Она переводила и дополняла его труды, а также сделала первые программы для его изобретения.

Аналитическая машина состояла из таких частей: арифметико-логического устройство, блок интегрированной памяти и устройство для контроля движения данных. Из-за денежных трудностей она также не был завершена при жизни ученого. Но схемы и разработки Бэббиджа помогли другим ученым, которые создавали первые компьютеры.

Спустя почти 100 лет

Как ни странно, за целый век вычислительные машины почти не продвинулись в своем развитии. В 1936-1938 годах немецкий ученый Конрад Цузе создал Z1 - это первый электромеханический программируемый двоичный компьютер. Тогда же, в 1936 году, Алан Тьюринг построил машину Тьюринга.

Она стала основой для дальнейших теорий о компьютерах. Машина эмулировала действия человека, следующего списку логических указаний, и печатала результат работы на бумажной ленте. Аппараты Цузе и Тьюринга — это первые компьютеры в современном понимании, без которых не появились бы компьютеры, к которым мы привыкли сегодня.

Все для фронта

Вторая мировая война повлияла и на развитие ЭВМ. В декабре 1943 году компания Tommy Flowers представила засекреченную машину под названием «Коллос», которая помогала британским агентам взламывать шифры немецких сообщений. Это был первый полностью электрический программируемый компьютер. О его существовании широкая общественность узнала лишь в 70-х годах. С тех пор ЭВМ привлекли внимание не только ученых, но и министерств обороны, которые активно поддерживали и финансировали их разработку.

Насчет того, какой цифровой компьютер считать первым, идут споры. В 1937-1942 годах профессор Айовского университета Джон Винсент Атанасов и Клифф Берри (аспирант) разрабатывали свой компьютер ABC. А в 1943-1946 Дж. Преспер Эккерт и Д. Мокли, ученые Пенсильванского университета, построили мощнейший ENIAC весом в 50 тонн. Таким образом, Атанасов и Берри создали свою машину раньше, но поскольку она так никогда и не была полностью функционирующей, то часто звание «самый первый компьютер» достается ENIAC.

Первые коммерческие образцы

С огромными габаритами и сложностью конструкции компьютеры были доступны только военным ведомствам и крупным университетам, которые собирали их самостоятельно. Но уже в 1942 г. К. Цузе начал работу над четвертой версией своего детища - Z4, и в июле 1950 года продал его шведскому математику Эдуарду Стиефелю.

А первые компьютеры, которые начали выпускаться массово, это модели с лаконичным названием 701, произведенные IBM 7 апреля 1953 года. Всего их было продано 19701 штук. Конечно же, это все еще были машины, предназначенные только для крупных учреждений. Для того чтобы стать действительно массовыми, им нужно было еще несколько важных совершенствований.

Так, в 1955 году 8 марта заработал «Вихрь» — компьютер, который был изначально задуман во времена Второй мировой войны в качестве тренажера для пилотов, но к моменту своего создания подоспевший к началу Холодной войны. Тогда он стал основой для разработки SAGE - подсистемы противовоздушной обороны, разработанной для автоматического наведения на цель самолетов-перехватчиков. Ключевыми особенностями «Вихря» стали наличие оперативной памяти объемом 512 байт и вывод графической информации на экран в режиме реального времени.

Технику в массы

Компьютер TX-O, представленный в 1956 году в Массачусетском технологическом институте, был первым, в котором использовались транзисторы. Это позволило сильно уменьшить стоимость и габариты техники.

Затем команда ученых, которые занимались разработкой TX-O, покинула институт, основала компанию Digital Equipment Corporation и в 1960 году представила компьютер PDP-1, начавший эру миникомпьютеров. Их размер был не больше одной комнаты или даже шкафа, и они были предназначены для более широкого круга клиентов.

Ну а первые компьютеры-десктопы стала выпускать компания Hewlett Packard в 1968 году.

Современные школьники и студенты не представляют своей жизни без компьютерной техники: электронные помощники мгновенно отыщут нужную информацию для реферата или курсовой работы, помогут отдохнуть и развлечься за новой игрой, мгновенно свяжут с друзьями из любой точки планеты.

Но всего лишь 15-20 лет назад компьютеры использовались в основном профессионалами для выполнения различных расчётов, а вычислительные машины полувековой давности занимали целые огромные залы. Знаете ли вы, кто изобрёл первый компьютер, и в каком году это произошло? Ответить на этот вопрос не так просто, как кажется на первый взгляд.

Компьютеры XVII века

Слово «компьютер» отнюдь не является изобретением нынешней эпохи. Первые «компьютеры» появились в начале XVII века – правда, в те времена так называли отнюдь не вычислительные машины. В Англии этим словом обозначали людей, которые хорошо умели считать и за определённую плату выполняли сложные подсчёты для всех желающих. Ведь в точном переводе с английского языка «to compute» означает «подсчитывать» , а «computer» , соответственно – «расчётчик» .

Но уже тогда многих людей, хорошо знавших математику, увлекала мечта создать специальное устройство, которое могло бы выполнять различные подсчёты, экономя время конструкторам, бухгалтерам и другим специалистам, в чьи обязанности входила работа с цифрами. Первой попыткой такого рода, сохранившейся в истории, стала «Паскалина» — механическое устройство, изобретённое известным физиком и математиком из Франции Блезом Паскалем.

Учёный создал более десятка счётных машин, причём последние модели справлялись с 8-разрядными числами, что для того времени было более чем достаточно.

Бэббидж и его вычислитель

Чаще всего, говоря о первом компьютере, вспоминают вычислительную машину англичанина Чарльза Бэббиджа. Он разработал и опубликовал концепцию своего вычислителя в далёком 1822 году, причём его машина могла не просто совершать примитивные арифметические операции, но самостоятельно выполняла целые блоки последовательных вычислений, т.е. была программируемой.

В 1837 году Бэббидж изготовил первую машину для вычислений по упрощённой схеме: она выполняла несколько последовательных операций и печатала полученные результаты на листе бумаги, что само по себе в те времена было невероятной диковиной.

Добившись первых успехов, Бэббидж приступил к изготовлению полноценной вычислительной машины. Согласно его проекту, она состояла из логико-арифметического счётного устройства, блока для запоминания промежуточных результатов и контрольного устройства. Что самое удивительное, все эти блоки должны были функционировать исключительно на механической основе, ведь электрических, а тем более, электронных элементов тогда ещё не существовало.

К сожалению, Бэббиджу не хватило средств, чтобы закончить свой вычислитель, а вскоре учёный заболел и скончался, оставив труд незавершённым. Однако сделанные им теоретические разработки помогли последующим поколениям учёных создать настоящий компьютер.

Тьюринг и Цузе – кому принадлежит пальма первенства?

В ХХ веке задача создания вычислительной машины стала более чем актуальной: идущая полным ходом во всём мире индустриализация требовала выполнения множества сложнейших расчётов в самых разных сферах экономики. В Британии к 1936 году была создана вычислительная машина, которая стала прообразом для всех последующих поколений компьютеров. Её создателем стал математик Алан Тьюринг, который одновременно заложил основы информатики и программирования, став родоначальником целого древа компьютерных наук. Вычислитель Тьюринга получил название ACE (Automatic Computing Engine).

Практически одновременно, в 1936-38 году, сходное по конструкции и по заложенным в нём принципам устройство создал и немецкий изобретатель Конрад Цузе. Его вычислительная машина, использовавшая двоичное кодирование, называлась Z3, а несколькими годами ранее были собраны несколько более простые Z1 и Z2. Как и машина Тьюринга, аппарат Цузе был электромеханическим по принципу действия. И та, и другая машина впоследствии активнейшим образом использовались для армейских расчётов: как мы помним, на Европу тогда надвигалась самая большая война в истории человечества.

Следует сказать, что Тьюринг в значительно большей степени, чем Цузе, может считаться автором первого компьютера. Он был блестящим теоретиком и разработал создания компьютеров, которые были реализованы в будущем. Его идеи по поводу хранения компьютерных программ в памяти машины, шифратора голосовой речи и другие талантливые разработки впоследствии были воплощены в современных компьютерах.

Американский ENIAC

Вычислительная машина, работающая на электронных компонентах, была создана в США в 1946 году. Она называлась ENIAC — Electronic Numerical Integrator And Computer , работала на электронных вакуумных лампах и весила почти 50 тонн.

Для её создания было использовано 18 000 ламп, а потребление энергии достигало 140 КВт. Создателями ENIAC стали Дж.П. Эккерт и Дж. Мочли. По своей архитектуре и функциям он стал первым компьютером в современном значении этого слова.

Можете представить современный мир без компьютеров? Я — нет, ведь каждый наш шаг связан с компьютерами. Эта история началась еще в далекие 40-е годы, когда мир только начал узнавать о создании первых «ЭВМ» (электронно-вычислительных машин).

История создания первого в мире компьютера

В 1942 году проект Джона Маучли дал толчок для создания первого компьютера, хотя на сам проект, вначале внимания не обратили. Однажды им заинтересовалась одна из лабораторий армии США, и уже в 1943-м были сделаны первые шаги по созданию машины, под названием «ENIAC». Денег на создание дал Пентагон (которому нужно было создать новые пушки), и ушло их чуть меньше 500 000 $.

Кстати, ENIAC в плане электричества получился очень прожорливым, когда его включали — огни близлежащего города каждый раз тускнели. ENIAC (Electronical Numerical Integrator and Calculator) - это по-настоящему первый компьютер, который можно было программировать.

Технические характеристики первого компьютера:

Вес достигал 27 тонн;
Мощность — 174 кВт — столько примерно расходует огромный торговый центр в выходной день;
Содержал 18 000 электронных ламп, ведь транзисторов и процессоров в то время не было;
Память — 4 килобайта;
Размер он имел впечатляющий — занимал 135 кв.м.
Выполнял до 5000 действий в секунду.

Самое удивительное — это километры проводов, которыми был обвит компьютер. Он программировался как телефонный коммуникатор, обслуживаемый телефонистками.

Позже, его начали использовать не только для анализа космических излучений, но и для создания водородной бомбы. Пока создавали компьютер война закончилась, но исследования не прекратили и в 1945 году провели первое официальное испытание, которое он выдержал. При этом было обработано около 1 000 000 перфокарт компании IBM. Не смотря на огромные размеры и вес компьютер проработал около 10 лет.

Через 5 лет был придуман транзистор, который положил начало уменьшению размеров компьютеров.

Где и когда продали первый персональный компьютер?

Концепция персонального компьютера мало изменилась в течении следующих двух десятилетий. Внедрение микропроцессора ускорило процесс создания компьютера. Компания IBM еще в 1974 году пыталась создать свой первый компьютер, но попытка не удалась и продажи были очень низкими. IBM5100 — имел кассеты в качестве носителей информации, довольно маленький вес и серьезную стоимость в 10 000 $.

Также он уже мог самостоятельно исполнять программы, написанные на таких языках программирования, как BASIC и APL (его создали в IBM). отображал 16 линий по 64 знака, память около 64 Кб, причем эти кассеты были похожи на аудио стерео-кассеты. Но продажи так и не пошли, потому, что не было предусмотрено нормального интерфейса и цена была завышенной.

А вы задавались вопросом — какими будут компьютеры через 10 лет?

Недавно компания IBM представила свой новый мега-компьютер «Roadrunner». Его мощность 1 000 000 000 000 (1 квадриллион) операций. Создан он для министерства энергетики США, и состоит из 6480 2-х ядерных процессоров, и 12 960 процессоров от IBM, которые называются . В него входит 278 огромных шкафов, 88 километров кабелей, вес — 226 тонн, занимает площадь в 1100 м², потребляемая мощность 3,9 МВт, а стоимость составила 133 000 000$.

Люди по всему миру ежедневно используют компьютер для работы, общения, поиска информации в интернете, просмотра фильмов и сериалов, игр и многого другого. Но когда и кто подарил людям возможность делать это? В современном мире технического прогресса сложно представить жизнь без ПК. Сегодняшние ученики и студенты не могут себе вообразить жизни без компьютера: писать рефераты и доклады от руки, искать информацию в библиотеках, а не в Википедии… Так, кто и когда изобрёл первый компьютер в мире?

Предыстория

Ответ на вопрос когда появился первый компьютер уходит в далёкое прошлое, главной целью чего служило упрощение математических вычислений. Для этого ещё в третьем тысячелетии до Нашей Эры в Древнем Вавилоне появились самые первые счёты - абак (от лат. abacus «доска, счётная доска»). Однако использовались они скорее не для упрощения счёта, а для запоминания промежуточных значений. С помощью абаков можно выполнять четыре арифметических действия, а также для вычислений квадратных корней и корней третьей степени.

Механические и автоматические вычислительные машины

Следующим в списке прародителей современного ПК стали арифмометр, предназначенный для точного вычисления четырёх действий, и арифмограф — механическая вычислительная машина, которая автоматически записывала числа на специальной ленте. Известный истории всего мира Леонардо да Винчи стал тем, кто впервые изобразил схему механизма, схожего с арифмометром, однако его идеи не получили признания и распространения.
Первый в истории арифмометр появился в середине 1623 года — считающие часы Вильгельма Шикарда . Устройство состояло из последовательно соединенных зубчатых передач и служило для выполнения сложения, умножения и запоминания промежуточных вычислений.
Схожее внутреннее строение имела «Паскалина» Блеза Паскаля, изобретённая в 1642 году, долгое время считавшаяся первым механическим считающим устройством. Суммирующая машина представляла собой ящик с шестерёнками, на панели которого располагались колесики с цифрами от 1 до 9, предназначенные для ввода чисел, подвергавшихся сложению. Ответ выводился в верней части корпуса. Суммирующая машина умела не только складывать, хотя это и требовало некоторых дополнительных усилий.

Также в XVII веке были созданы арифмометр Лейбница (1673) и машина Морленда (1674). В 1709 году маркиз Джованни де Полени из Италии представил свою версию арифмометра. В 50-х годах XIX века Пафнутий Львович Чебышев создал первый в России арифмометр.
В начале XVII века английский астроном Эдмунд Гюнтер предложил нанести логарифмическую шкалу на линейку и с помощью циркулей выполнять сложение и вычитание с логарифмами. В 1620-х математик из Англии Эдмунд Уингейт усовершенствовал эту линейку двумя дополнительными шкалами, а в 1622 году Уильям Отред опубликовал свой вариант устройства в трактате «Круги пропорций». Собственно, Уильям и считается автором первой логарифмической линейки, которая до 1633 года была круговой. Следующие усовершенствования принадлежат Роберту Биссакеру (1654), Сет Патриджу (1657) и Томасу Эверарду (1683). Знакомый бегунок на устройстве появился благодаря французскому инженеру и математике Виктору Майер Амеде Мангейму только к середине XIX века.
Одной из самых важных ступеней в истории появления ПК стало появление в 1801 году перфокарты Жозефа Мари Жаккара, используемой для автоматической обработки данных. Такая карта является первой версией современного двоичного кода, где вместо нулей и единиц используется наличие или отсутствие отверстий на картоне. Жозеф использовал такое устройство для автоматизированного управления узорами на тканях в ткацких станках.

Труд счетоводов сильно упростился, когда в 1822 году английский математик Чарльз Бэббидж сконструировал модель разностной машины, первая идея создания которой принадлежит немецкому инженеру Иоганну Мюллеру и датируется 1788 годом. Механический аппарат получил название аналитическая машина Чарльза Бэббиджа и служил для автоматизации вычислений путём последовательных приближений функций многочленами и вычисления конечных разностей.

Разностная машина

Благодаря возможности представлять логарифмические и тригонометрические функции в многочленах данное устройство является довольно универсальным вычислительным средством и тем самым может заменить до 20 счетоводов с ручными арифмометрами. Некоторое время спустя Мартин Виберг из Швеции улучшил устройство и применил для расчёта и публикации логарифмических таблиц.

История изобретения компьютера

Электромеханические вычислительные средства

Первым электромеханическим прибором для произведения вычислений стал табулятор, построенный американцем Германом Холлеритом, предназначенный для ускорения обработки результатов переписи населения 1890 года в США. Машина суммировала и сортировала информацию, записанную цифрами или буквами на перфокартах, и выдавала результат на бумажной ленте или специальных бланках. Подобные устройства долгое время использовались для обработки массивов информации до того, как распространились электронно-вычислительные машины.

Прорывом стало изобретение немецкого инженера Конрада Цузе Z3 , созданное в 1941 году. Это устройство стало первой полнофункциональной программно управляемой и программируемой в двоичном коде машиной и обладало свойствами, присущими современному ПК. За три года до появления модели Z3 Цузе представил миру Z1, которая была ограниченно программируемой и главным образом отличалась от конечной модели отсутствием функции вычисления квадратного корня. В 1939 году инженером была закончена вторая версия вычислителя, которая стала первой в мире электромеханической вычислительной машиной, запущенной в эксплуатацию. самые первые компьютеры в мире.

Успехом создания устройств стала реализация их работы в виде двоичной системы, что к XX веку не было чем-то сверхъестественным, однако Конраду удалось объединить знания других учёных и создать на их основе первую программируемую вычислительную машину.

7 августа 1944 года в Гарвардском университете после прохождения ряда успешных тестов был запущен первый американский полностью программируемый и не требуемый участия человека компьютер «Марк 1» — автоматический вычислитель , управляемый последовательностями. Машина была разработана и создана в 1941 году по договору с IBM на основе наработок Бэббиджа.

Фактически «Марк 1» является усовершенствованным ручным арифмометром , но благодаря возможности программирования многие называют его первым реально работающим компьютером. Машина считывала информацию с перфорированной ленты, а цикличные процессы выполнялись за счёт замыкания начала и конца считываемой ленты.

Электронные вычислительные машины

Понятие «электронно-вычислительная машина» следует отличать от более широкого «вычислитель», поскольку ЭВМ подразумевает использование в качестве функциональных узлов электронные компоненты, в то время как вычисления могут быть также произведены рядом других способов. Первыми ЭВМ стали ЭНИАК (1946, США), Манчестерская малая экспериментальная машина, также известная как Baby (1948, Великобритания) и EDSAC (1949, Великобритания).
7 апреля 1964 года фирма IBM объявила о создании компьютеров System 360. Эта серия впоследствии стала образцом открытого стандарта, другими словами, совместимости оборудования, изготовленного разными производителями. Все модели, независимо от их размеров и форм, имели типичные детали. Таким образом, заказчик мог приобрести сравнительно бюджетную модель и в будущем при необходимости обновить её до более крупной системы. Фактически именно IBM/360 задала стандарт 8-битного байта и ввела в широкое распространение шестнадцатеричную систему исчисления в программировании, а также стала первой 32-разрядной компьютерной системой.

Персональные компьютеры

Персональный компьютер (ПК или ПЭВМ — персональная электронно-вычислительная машина), так знакомый современному человеку — настольная микро-ЭВМ, представляющая собой бытовой прибор с универсальными функциональными возможностями.
Первым ПК стал «Настольный компьютер H316», выпущенный компанией Honeywell в 1969 году. Аппарат стоил 10600$ и весил целых 45 кг. Одним из главных назначений этого устройства было хранение различных рецептов, откуда пошло второе название «Кухонный компьютер».
Решающую роль в появлении ПК сыграло изобретение микропроцессора i4004 сотрудниками компании Intel в 1971 году, который мог воспроизвести по одной микросхеме все функции процессора большой ЭВМ.