История развития ЦВМ

Средства для вычислений были известны издревле. Например, счеты, которые использовалось древними египтянами и китайцами. Эти вычислительные устройства использовались для вычислений и хранения текущего результата. Для записи и хранения результатов (постоянной памяти), применялись дощечки из глины, бумага. Управление последовательностью вычислительных операций, осуществлял человек. Со временем появились новые конструкции вычислительных средств, такие как арифмометры, клавишные вычислительные машины, калькуляторы. Общая особенность вычислений с помощью этих устройств: человек непосредственно должен управлять последовательностью выполнения отдельных арифметических операций.

Чарльз Беббидж
Чарльз Беббидж

В середине 19-го века появилась революционная идея Цифровой Вычислительной Машины (ЦВМ), машины, которая могла бы выполнять не одну арифметическую операцию, а последовательность операций, целый алгоритм, без вмешательства человека. Первым, кто сформулировал эту идею, был Чарльз Беббидж (1792 – 1871), английский физик и астроном.  Ч. Беббидж сформулировал идею создания цифровой (универсальной) вычислительной машины, которая получила название – аналитическая машина Беббиджа. Ч. Беббиджа интересовало,  прежде всего, повышение точности астрономических расчетов. Беббидж разработал детальный проект машины, которую он образно назвал мельницей.
Но от идеи ЦВМ общего назначения до её воплощения в жизнь, потребовалось целое столетие напряженного труда многих поколений ученых и инженеров. Идея должна была  “сесть” на соответствующую этой идее элементную базу.

Алан Тьюринг
Алан Тьюринг

Параллельно с развитием подходящей элементной базы, шел прогресс в области усовершенствования самой идеи универсальной вычислительной машины. В 1937 г. английский математик Алан Тьюринг, опубликовал работу с описанием универсальной схемы вычислений. Его результаты были представлены в терминах гипотетической машины, названной «универсальной машиной Тьюринга». Эта теоретическая разработка привлекла внимание большого числа специалистов к вопросу создания универсальной вычислительной машины.

Ховард Айкен, Mark-1
Ховард Айкен, Mark-1

Вторая мировая война дала толчок к усовершенствованию вычислительных устройств и технологии их производства. В 1944 г. Говард Айкен из IBM создал первую в мире ЭВМ на релейных элементах – Havard Mark I. В 1946 г. сотрудники IBM Дж. Эккерт и Дж. Мочли создали первый компьютер на электронных лампах – ENIAC.
В 1951 г. началось массовое производство машин серии UNIVAC – этот год принято считать годом появления технологии ЭВМ первого поколения. Первое, работающее, поколение ЦВМ было создано на элементной базе – электронных лампах.

Академик Лебедев Сергей Алексеевич
Академик Лебедев Сергей Алексеевич

В 1951 г. введен в эксплуатацию первый в СССР отечественный компьютер МЭСМ, с хранимой программой, созданный под руководством академика С. А. Лебедева.
В 1960 г. появились ЭВМ второго поколения – на полупроводниковых элементах.
Достижения в области полупроводниковой технологии – разработка технологии производства интегральных схем – привели к тому, что в 60-х гг. были созданы ЭВМ третьего поколения (1964 г.) на основе БИС (больших интегральных схем).
ЭВМ четвертого поколения (1970 г.) работали на базе СБИС (сверхбольших интегральных схем).
В конце 70-х, развитие микроэлектроники привело к созданию персональных компьютеров, на основе микропроцессоров.

Программное обеспечение.

Ада Лавлейс
Ада Лавлейс

Как только родилась и оформилась идея ЦВМ общего назначения (19 век, Чарльз Беббидж), появилась и первая программистка на этой гипотетической машине. Это была женщина, Леди Ада Лавлейс (дочь поэта Байрона). Она разработала систему программирования для одноадресной машины, каковой и являлась вычислительная машина Ч. Беббиджа. Принципы программирования, заложенные Леди Лавлейс, сохранили актуальность и в 20-м веке, и в 21-м веке. Так, например, одна из суперЭВМ советского и раннероссийского периодов, БЭСМ-6, была по своей архитектуре одноадресной ЦВМ, и для нее вполне подошла система программирования, разработанная ещё  за 100 лет замечательной женщиной, Леди Лавлейс. Которая, по праву, считается первым программистом на ЦВМ общего назначения.
Успехи в разработке оборудования сопровождались достижениями в области программирования. Программирование на языке ЦВМ общего назначения, то есть в кодах самой машины, это очень трудоёмкая и кропотливая работа. А сама программа представляла из себя бесконечно длинную цепочку ноликов и единичек. Автору этих строк пришлось прикоснуться к такому программированию. До сих пор у меня в глазах рябит от этих бесконечных и безликих колонок из единичек и нулей, понятный вычислительной машине, и “радующей только её глаз”. Поэтому программирование было уделом лишь небольшого числа специально подготовленных людей – программистов. Нужны были специальные средства для облегчения процесса программирования. Программировать нужно на языке, понятном человеку. А программу, записанную на этом языке программирования, необходимо перевести на язык, понятный машине. Естественно, с помощью уже готовой программы – переводчика. Такие программы называются трансляторами.
В 1955 г. создан первый язык высокого уровня – Фортран, включавший многие элементы алгебры. Были созданы другие языки для решения разных классов задач: КОБОЛ (для решения экономических задач), АЛГОЛ (для решения научных задач), PL/I (единый язык для решения задач прикладного и системного программирования).
Помимо языков программирования в 60-х гг. XX в. был разработан ряд Операционных систем. Развивается в эти годы технология программирования, т.е. методы построения трансляторов языков.
В начале 80-х гг. XX в., японские специалисты выступили с амбициозным проектом создания ЭВМ пятого поколения, устройство которой позволило бы пользователю ставить задачу ЭВМ на своем профессиональном языке, а специальный блок такой ЭВМ, так называемый «интеллектуальный интерфейс», выполнил бы всю ту работу, которую раньше делал программист.