Когда появились первые компьютеры и как они видоизменялись?

В древнем мире тоже были компьютеры. Да, не удивляйтесь, первая машина, напоминающее подобие компьютера, была поднята с затонувшего корабля у небольшого острова Антикифер в Средиземном море в 1901 году, откуда и произошло его название. Исследовав устройство, учёные пришли к выводу, что оно предсказывало солнечные затмения и вычисляло циклы Олимпиад.

В наше время специалисты смогли расшифровать надписи и воссоздать функции бронзовых шестерёнок. Надписи оказались названиями месяцев, что и подтолкнуло учёных к мысли, что этот прибор - один из первых в мире механических календарей. В античной литературе есть несколько упоминаний о сходных приборах, в том числе описание устройства, созданного Архимедом, в трудах Цицерона. Антикиферский механизм - единственное устройство, близкое к ЭВМ, дожившее до наших времён.

Счеты и калькуляторы

Первое механическое счетное устройство называлось «Паскалина» в честь учёного и математика Блеза Паскаля. Машина эта была построена в 1642 году. Механический «компьютер» Паскаля мог складывать и вычитать. Он состоял из ряда вертикально установленных колес с нанесенными на них цифрами от 0 до 9. При полном обороте колеса оно сцеплялось с соседним и поворачивало его на одно деление. Число колес определяло число разрядов - два колеса позволяли считать до 99, три - до 999.

Тридцать лет спустя, в 1673 году, немецкий математик и философ Готфрид Вильгельм Лейбниц создал механический калькулятор, который складывал и вычитал, а также умножал и делил. В отличие от «Паскалины», колеса были уже зубчатые, и имели они зубцы девяти различных длин, и вычисления производились за счет сцепления колес. Эти зубчатые колёса стали основой арифмометров, которыми широко пользовались на протяжении всего XVIII века. На арифмометрах выполнялись даже очень сложные действия - например, расчеты баллистических таблиц для артиллерийских стрельб. Существовала и специальная профессия - счетчик - человек, работающий с арифмометром. Но многие расчеты производились очень медленно - даже десятки счетчиков должны были работать по несколько недель и месяцев.

Из арифмометров выделялся «самопишущий счетовод», созданный американским изобретателем Уильямом Сьюардом Берроузом. Машина позволяла распечатать итог вычислений на бумажной ленте, что позволяло сохранять результаты промежуточных расчётов. В калькуляторе для сохранения существовали клавиши памяти.

Арифмометр Берроуза имел коммерческий успех. А компания, производившая их, в 1953 году выходит на рынок компьютеров и до наших дней продаёт оргтехнику. Правда, в 1986 году она слилась с корпорацией Sperry и продолжает работать под именем Unisys.

МВМ

В 1822 году англичанин Чарльз Бэббидж построил вычислительное устройство, названное им Разностной Машиной (Difference Engine). С тридцатых годов он стал думать над созданием программируемой машины - он назвал её Аналитической машиной (Analytical Engine). Он не смог довести работы до конца по той причине, что Analytical Engine оказалась слишком сложна для техники того времени. Но идеи, которые он озвучил, - это были действительно революционные идеи! Он придумал практически современный компьютер, но не в электронном, а в механическом исполнении.

Из чего состояла его машина? По замыслу Бэббиджа, Analytical Engine имела следующие функциональные узлы:
1. «Склад» для хранения чисел (память);
2. «Мельница», арифметическое устройство (процессор);
3. Устройство, управляющее последовательностью операций в машине (Бэббидж никак его не назвал, сейчас используется термин «устройство управления»);
4. Устройства ввода и вывода данных.

На вход машины должны были поступать два потока перфокарт, которые Бэббидж назвал operation card (операционными картами) и variable card (картами переменных): первые управляли процессом обработки данных, которые были записаны на вторых. Информация заносилась на перфокарты путем пробивки отверстий. Из операционных карт можно было составить библиотеку функций. Помимо этого, Analytical Engine, по замыслу автора, должна была содержать устройство печати и устройство вывода результатов на перфокарты для последующего использования. Можно смело сказать, что Бэббидж первым использовал перфокарты для ввода-вывода информации в машину.

Первые современные машины

Первым компьютером, который уже не был чисто механическим, можно назвать Mark1. Идея его создания родилась в 1937 году. Говард Айкен предложил проект вычислительной машины на электромеханических реле. За работу взялась компания IBM, занимавшаяся производством механических пишущих машинок и арифмометров. В проект было вложено 500 тысяч долларов, по тем временам это были очень большие деньги. Проектирование машины началось в 1939 году, а строительство закончилось в 1944 . Mark1 при довольно больших размерах (17 метров в длину и 2.5 в высоту) и огромной степени напичканности деталями (750 тысяч различных деталей, 800 метров проводов, более 3 тысяч реле) была всего лишь в десять раз эффективней аналитической машины Чарльза Бэббиджа. Mark1 умела умножать, делить, возводить числа в степени, считать значение синуса и вычислять логарифмы. Есть у этой машины одна большая заслуга - в ней был впервые реализован принцип независимо хранимой программы. Если сейчас информация хранится на CD и DVD, то в то время под носитель приспособили ленту с информацией, записанной в виде пробитых отверстий (перфоленту). Перфоленту можно было использовать не один раз и хранить отдельно от машины.
Полумеханические компьютеры, такие как Mark1, начинали уходить на покой, им на смену приходили более новые и более мощные машины. Одна из них - Electronical Numerical Integrator and Calculator, сокращенно - ENIAC. Один из самых больших недостатков этого компьютера - устройство ввода. Чтобы переключить компьютер на другую задачу, у «операторов» уходило порою до нескольких дней. Второй недостаток ENIAC′а - 18 тысяч вакуумных ламп. Если перегорала одна из них, то компьютер объявлял перерыв - техники из кожи вон вылезали, вручную перебирали все лампы, пока не находили виновницу сего торжества.

Примерно так выглядит история компьютеров от древних времён до первых машин, которые уже можно было называть ЭВМ. Все компьютеры работают по той же схеме, что и ENIAC, просто сейчас работают они быстрее и качественней, но принципы работы остались практически те же самые.