Самый первый компьютер в мире. Все для фронта

(первая электронная машина) – это ENIAC (аббревиатура которого расшифровывается как Electronic Numerical Integrator And Computer, что означает электронный цифровой интегратор и вычислитель). Он был запущен в 1946 году в США. В его производство были вложены большие по тем годам деньги – 500 тыс. долларов. Монтировалось оборудование агрегата с 1943 по 1945 годы во времена, когда в Европе бушевала Вторая мировая война. Следует заметить, что первый действующий компьютер специально создавался для нужд армии США и нужен был для обсчета баллистических таблиц авиации и артиллерии. Уже после его применяли в науке для анализа излучений из космоса и потом опять в военных целях – для создания проекта водородной бомбы.

Этот ENIAC своими огромными габаритами поражал воображение современных ученых. Он занимал площадь в 85 квадратных метров, которая равна площади производственного цеха, длина его составляла 30 метров, а весил он 28 тонн, охлаждался авиационными двигателями Chrycler и потреблял 150 – 200 кВт энергии. Это творчество американской научной мысли было произведено на территории университета Филадельфии в штате Пенсильвания. Творцами самого первого компьютера в мире являются Джон Макли (он занимался разработкой архитектуры данного устройства) и Дж. Преспер Эккерт (воплотил идею Джона Макли в жизнь).

Компьютер представлял собой расположенные в длинный ряд металлические шкафы, которые были набиты битком электронными лампами (общее их количество достигало 19 тыс. штук) и некоторыми прочими деталями. В час расходовалось 200 киловатт электричества. Это примерно равно тому, сколько огромный супермаркет расходует зимними холодными вечерами, на освещение и отопление. ENIAC можно сравнить с «духовкой», из которой множество вентиляторов выдувало горячий воздух. Три стены помещения занимали 42 металлических шкафа. Над ними располагался канал вытяжной вентиляции. Все шкафы были шириной около 70 см, высотой 2,7 м, и занимали в глубину около 40 см. В зале также находились 5 стоек на колесиках с аппаратурой для диагностики и с оборудованием для прочих целей. Все панели опутывали многочисленные кабели. Настраивался и программировался первый компьютер как старинный шнуровой телефонный коммутатор. Не было на нем и в помине никаких мониторов и клавиатур, которые используются для современных .

ENIAC работать мог с десятизначными десятичными числами — то есть был десятичной машиной. Единственной электромеханической частью системы (1500 реле) были перфоратор и считыватель перфокарт фирмы IBM, с помощью которых производились ввод и вывод.

Отказы на первом компьютере случались из-за повышенной влажности и недостаточного охлаждения. В основном, по причине ламп. Но, благодаря 30-тонному ENIAC, который проработал более 10 лет, были проведены важные работы по компьютерам. Вся современная компьютерная техника, которой мы пользуемся сегодня, была создана на почве ENIAC. Именно это устройство заинтересовало доктора математика Дж. Фон Неймана как объект для серьезной модернизации, и воплощения в реальность мечты Готфрида Лейбница о двоичной машине, которая решает все возникающие проблемы ответами «да» или «нет».

В 40-е года 20 века одновременно несколько ученых делали попытки создать вычислительные устройства. Так в 1941 году немецкий ученый Конрад Цузе создал на основе электромеханических реле небольшой компьютер, но война, пылающая в Европе, не дала ему возможности опубликовать свои труды. В 1943 году сотрудник транснациональной корпорации IBM Говард Экейя произвел компьютер «Mark-1» — устройство, которое производило разные арифметические действия с хорошей скоростью.

Однако настоящим прародителем современных вычислительных машин можно считать математика из Англии Чарльза Бэббиджа, который еще в середине 19 века смог создать разностную машину, которую, с 1854 года, в количестве 4 штук произвел шведский изобретатель, переводчик и писатель Георг Шутц. Была продана одна из машин в 1859 году канцелярии английского правительства. У Чарльза Бэббиджа в конце жизни возникла идея создать вычислительную аналитическую машину, которая и стала для современного компьютера некоторым прообразом. Одно интересное наблюдение: только при серьезной финансовой поддержке возможно воплотить в жизнь какое-либо изобретение. Только один Чарльз Бэббидж получил около 17 тыс. фунтов стерлингов на свои труды.

Прошло немного времени с первых изобретений в области компьютерной техники, а вся электроника, которая нас сейчас окружает (в частности, ), работает уже на микропроцессорах, а не на электронных лампах. Со временем могут появиться еще более восхитительные изобретения, ведь сейчас все развивается с большим темпом. Может быть, в скором времени мы все станем повсеместно пользоваться квантовыми компьютерами, которые сделаны на основе сверхпроводных элементов. А может чем-то другим. Как говорится, поживем – увидим, или может быть, что сами станем изобретателями этой новой техники.

Пожалуй, сегодня нельзя представить жизнь без использования компьютеров. Они очень плотно вошли почти во все области человеческой деятельности.

Компьютеры помогают сохранять и обрабатывать огромные объемы данных с большой скоростью, что позволяет значительно оптимизировать рабочий процесс. С каждым годом емкость дискового пространства для хранения данных увеличивается, а размер компьютеров уменьшается: от настольных компьютеров, до тонких моноблоков и мобильных ноутбуков.

Однако, компьютеры не всегда обладали такими качествами. Давайте вместе с вами рассмотрим, как появился самый первый компьютер, кто был его создателем и как мы вообще, докатились до такого:)

Когда появился первый компьютер 1

Принято считать, что первым этапом появления вычислительной техники и прародителем современного компьютера были первые арифметические счеты изобретенные в Древнем Вавилоне. Назывались эти счеты - абак. Механизм абака был достаточно прост и представлял собой доску с линиями. Расчеты производились с помощью расставления камней или иных предметов на этих линиях.

Суаньпань - китайский абак 2

Со временем в Китае появился усовершенствованный вариант абака, который называли суаньпань. Через эти счеты протягивали веревки, на которых нанизывали косточки в виде шариков. Счетная доска позволяла производить четыре основные операции: сложение, вычитание, умножение и деление. Кроме этого возможно было извлекать кубические и квадратные корни.

Антикитерский механизм для астрономов 3

Спустя какое-то время в Греции сделали устройство позволяющее делать астрономические вычисления. Его назвали - антикитерским механизмом, в честь острова, неподалеку от которого механизм был найден. Устройство состояло из зубчатых шестеренок внутри деревянного корпуса, с размещенными снаружи циферблатами. Затем каталонский мыслитель Раймунд Луллий, создавший логическую машину с бумажных кругов выстроенных в троичной логике и разделенных линиями на специальные отделения.

Механизм Лео да Винчи 4

Следующий шаг сделал всем знакомый Лео да Винчи. В своих дневниках он описал 13-разрядное устройство с десятью кольцами для суммирования. Аналогичный механизм был разработан позднее, лишь в XX-веке по чертежам Лео.

Считающие часы Вильгельма Шиккарда 5

Тюбингенский профессор Вильгельм Шиккард создал вычислительное устройство с зубчатыми шестеренками, названное - считающие часы. Они позволяли делать сложения и вычитание шестирязрадных 10-ных чисел. Еще механизм делал умножение.

Логарифмическая счетная линейка 6

Математики Уильям Отред и Ричард Деламейн разрабатывают логарифмическую счетную линейку, способную производить самые разные вычислительные операции: сложение, вычитание, умножение, деление, возведение в степень, вычисление корней квадрата и куба, вычисление логарифма, тригонометрические и гиперболический вычисления. Не правда ли, здорово?

Арифметическая Паскалина 7

Француз Блез Паскаль создает арифметическую машину называемую - Паскалина. Она представляла собой механическое устройство в виде ящика с шестеренками, для вычитания и суммирования пятиразрядных 10-ных чисел.

Арифмометр Лейбница 8

Математик и мыслитель Готфрид Вильгельм Лейбниц создал арифмометр, позволяющий делать четыре основные математические операции. Затем Лейбниц описал двоичную систему счисления, обнаружив что при записи групп чисел друг под другом, нули и единицы в вертикальных столбцах повторяются. Лейбниц произвел вычисления и понял, что двоичный код можно применить в механике, но технические возможности его времени не позволяют создать устройство.

Основа матанализа 9

Математик Исаак Ньютон положил основу математического анализа. На основе работ Лейбница математик Христиан Людвиг Герстен создается арифметическую машину для расчета частного и числа последовательных операций сложений во время умножения. Устройство также позволяло контролировать правильность ввода чисел.

Идея разностной машины 10

Иоганн Мюллер, будучи военным инженером, выдвинул идею «разностной машины» - арифмометра для табулирования логарифмов, во время улучшения механического калькулятора на основе ступенчатых валиков Лейбница.

Ткацкий станок на перфокартах 11

Французский изобретатель Жозеф Мари Жаккар создает ткацкий станок, управление которого производилось с помощью перфокарт. Еще один француз Тома де Кольмар начал самый первый промышленный выпуск арифмометров.

Разностная машина Бэббиджа 12

Чарльз Бэббидж придумал первую разностную машину - арифмометр для автоматического построения математических таблиц. Однако, собрать механизм Бэббидж не смог, но это сделал его сын, после смерти отца.

На основе работ Чарльза Бэббиджа братья Шутц - Георг и Эдвард, создают первую разностную машину.

Механизм троичного счисления 13

Томасом Фаулером был построен троичный счетный механизм с троичной системой счисления.

Арифмометр Чебышева 14

Русский математик Чебышев создал - арифмометр Чебышева, позволяющий делать суммирование с передачей десятков, а также умножать и делить числа.

Система переписи населения 15

Германом Холлеритом разработана электронная табулирующая система, использующаяся для переписи населения США.

Машина дифференциальных уравнений 16

По работам русского ученого Крылова, была создана машина обыкновенных дифференциальных уравнений.

Аналоговый компьютер Буша 17

Американский ученый Вэнивар Буш разработал в Массачусетском технологическом институте механический аналоговый компьютер.

Первый компьютер Конрада Цузе 18

Немецкий инженер Конрад Цузе, в соавторстве с Гельмутом Шрайером, создал механизм под названием - Z1, который представлял программируемый цифровой механизм. Первая пробная версия нигде не использовалась. Вскоре была создана машина Z2, а затем Z3 - ставшая первой вычислительной машиной с свойствами современного компьютера.

Компьютер Атанасова - Берри 19

Американский математик болгарского происхождения Джон Атанасов, вместе со своим аспирантом Клиффордом Берри, разработали первый электронный цифровой компьютер под названием ABC (Atanasoff-Berry Computer - ABC).

Колосс в борьбе против фашистов 20

В военных целях, для расшифровки секретных кодов фашистской Германии, был разработана британская машина Colossus.

Марк 1 для ВМС США 21

Американская группа инженеров под руководством Говарда Эйкена разработала первую американскую вычислительную машину - Марк 1. Машина стала использоваться для расчетов в Военно-морских силах США.

Первый язык программирования 22

Конрадом Цузе была разработана новая и более быстрая версия компьютера Z4. Кроме этого, был создан первый язык программирования Планкалкюль.

ЭВМ Лебедева 23

Создана первая советская электронная вычислительная машина группой инженеров под руководством советского ученого Лебедева.

Транзисторный усилитель 24

Ученые из компании Bell Labs: Уильям Шокли, Уолтер Браттейн и Джон Бардин создали транзисторный усилитель, который помог уменьшить размеры компьютеров и прекратить использовать электронные лампы.

Первый компьютер на транзисторах 25

Американская компания NCR создала самый первый компьютер на транзисторах.

ENIAC 26

Разработана первая электронная цифровая вычислительная машина ЭНИАК (ENIAC) в компании IBM

Компьютеры System 360 27

Компания IBM создало компьютеры System 360, которые были примером стандарта для производителей компьютерного оборудования и совместимости с оборудованием других компьютеров.

Микропроцессоры Intel 28

Роберт Нойс и Гордон Мур создают компанию Intel и занимаются созданием микрочипов памяти, а впоследствии микропроцессорами.

Базовый комплект компьютера 29

Дуглас Энгельбарт создает систему, в составе которой: цифробуквенная клавиатура, мышка и программа для вывода экран данных.

Создатель компьютерной мыши 30

Изобретатель Дуглас Энгельбарт, который также впоследствии придумал графический интерфейс, гипертекст, текстовый редактор, групповые онлайн-конференци, создал компьютерную мышь.

Отец будущего Интернета 31

Министерство обороны США создает сеть ARPAnet - будущий Internet.

Гибкий магнитный диск 32

Создан накопитель на гибком магнитном диске размером 200 мм, 133 мм, 90 мм.

Первый микропроцессор 33

Появился первый микропроцессор на интегральной схеме - Intel 4004, имеющий разрядность 4 бита. Процессор применялся в калькуляторах и светофорах. Вскоре появились 8-разрядные Intel 8008, Intel 8080, Zilog Z80, MOS 6502, Motorola 6800, а также 16-разрядные Intel 8086 и Intel 8088, которые уже применялись в персональных компьютерах.

Как выглядел первый компьютер 34

Самые первые компьютеры были огромных размеров и низки в производительности. Чтобы разместить один компьютер, требовалась отдельная и большая комната. Компьютеры требовали очень много электричества для своей работы, что было очень дорого. Кроме этого, необходим был целый штат подготовленных специалистов, чтобы обслуживать и работать с компьютером.

Первое применение компьютера 35

Стоимость компьютеров была очень огромной, массовым спросом они изначально не пользовались и купить их могли только крупные компании. Первые компьютеры создавались для математических вычислений. Кроме этого, они хранили и обрабатывали данные, в не очень больших объемах. Изначально компьютеры использовали лишь научно-исследовательские институты, впоследствии начали применять крупные компании и банки.

В заключение

С тех пор, компьютеры завоевали мир, однако даже наше старшее поколение не могли использовать их для своего обучения, не говоря уже о развлечениях. Но стремительный процесс развития компьютерной техники, положенный общими усилиями множества изобретателей, сделал компьютер доступным почти для всех. А каким первым был ваш компьютер?

Сегодняшнюю жизнь представить без компьютера уже невозможно, настолько плотно он вошел в сферы деятельности. Компьютером пользуются и ученики в первом классе, и разработчики новых технологий, он помогает оптимизировать рабочий процесс и хранит в себе огромное количество информации, хотя внешне представляет собой компактное устройство. Компьютерные технологии помогли облегчить процесс обработки данных и защитить персональную информацию от открытого доступа.

Правда, при столь весомых плюсах компьютеров, есть и то, что крайне беспокоит людей, главным образом это касается родителей. Появление компьютерных игр, особенно с усовершенствованной графикой, вызывает зависимость у детей, чаще всего школьного возраста. В этом случае родители вынуждены в прямом смысле «вести войну» с компьютером или даже вовсе отказываться от него, возвращая ребенка в реальный мир.

Но скоростью обработки информации, качественной графикой и компактными габаритами компьютеры отличались не всегда. Так давайте вспомним, как выглядел первый компьютер, когда изобрели ПК, и что представляла собой первая компьютерная игра.

Первый компьютер в мире

Самый первый программируемый компьютер был представлен миру 14 февраля 1946 года в Соединенных Штатах Америки – ENIAC. Он весил 30 тонн и содержал в себе 18 000 электронных ламп. Правда скорость машины составляла всего 5 000 операций в секунду. Суммарно эта модель компьютера проработала 9 лет.

Конечно, до 1946 года велись работы по созданию компьютеров, и даже были представлены подходящие варианты, но они не были доведены до практического использования.

Например, в 1912 году российский ученый А. Крылов разработал машину для решения дифференциальных уравнений.

Затем, в 1927 году в США изобрели первый аналоговый компьютер, а в 1938 году немецкий инженер Конрад Цузе создал программируемую механическую цифровую модель компьютера Z1, но она была пробной и претерпела ряд модернизаций. Уже в 1941 году появляется 3 вариант машины – Z3, который больше других напоминал современный компьютер, но все же требовал доработок.

В 1942 году в США также продолжалось создание электронного цифрового компьютера ABC, но модель не была закончена, поскольку разработчика Джона Атанасова призвали в армию. Недостроенную модель изучил Джон Мокли и приступил к созданию собственного компьютера – ENIAC и в 1946 году ученый завершил многолетнюю работу. ENIAC Мокли представлял собой компьютер, выполняющий задания, поставленные перед ЭВМ и обладающий двоичной системой исчисления, на которой построены и современные компьютеры.

Первый компьютер разрабатывался для решения задач в условиях войны и использовался армией Соединенных Штатов. Главной целью было автоматизирование расчетов при бомбометании артиллерией и авиацией. И если раньше для вычислений создавались многочисленные отделы, использующие логарифмические линейки, то с созданием ЭВМ исчезла необходимость расчетов таким медленным и сложным способом.

История создания персонального компьютера (ПК)

Конечно, создание ЭВМ стало первым толчком и к созданию персональных компьютеров, но все же у каждого из них было индивидуальное направление в развитии.

Как уже было отмечено, ЭВМ создавались в первую очередь для нужд армии, к тому же цены на них были завышенными ($4000-5000), а размеры компьютеров слишком габаритными. Поэтому идея создания персонального компьютера появилась довольно скоро. Уже в 1968 году советский инженер А. А. Горохов задумался о создании «Программируемого прибора интеллектора», который содержал в себе материнскую плату, видеокарту, устройство ввода и память. Однако Горохов не получил финансирования, и проект остался только на чертежах.

Определить точную дату появления ПК на практике оказалось сложно, поскольку создать его стремились не только ученые, но и любители, после того как в 70-х годах XX века в открытом доступе появились микросхемы и микропроцессоры. Но достоверно известно, что в 1975 году миру был представлен первый серийный ПК – Альтаир 8800. Правда внешне он представлял собой конструктор из отдельных блоков и схем, но все же по характеристикам специалисты относят его к персональному компьютеру.

В 1976 году был выпущен ПК, направленный на массовую продажу и использование – Apple I. С новым персональным компьютером в комплекте не шел только монитор, в остальном все составляющие современной модели уже присутствовали в компьютере от Apple. Уже в 1977 году этот недостаток был устранен, и компания стала выпускать модели с собственными мониторами.

В 1981 году другая компания по созданию компьютеров IBM представила новую модель ПК – IBM 5150, также в этом году появился первый персональный компьютер в Советском Союзе – НЦ-8010. Но ни одна из этих моделей не включала в себя компьютерную мышь. Она появилась только в составе нового ПК, разработчиком которого выступила компания Apple в 1983 году – Apple Lisa.

Правда эта модель была настолько дорогая, что не получила распространения. Учитывая предыдущий провал, в 1984 году Apple выпускает усовершенствованную модель Macintosh, ставшую настолько удачной, что ее устройство взяли за основу современного персонального компьютера.

Первая в мире игра на компьютере

Первая компьютерная игра появилась в 1962 году, разработчиками выступили программисты из Массачусетского технологического института, а идея принадлежала Стиву Расселу и Мартину Грецу, которые при знакомстве сошлись на почве увлечения научной фантастикой. Игра создавалась в свободное от работы время, сначала программистами была написана сама программа, а после в течение месяца ее воплощали в жизнь.

В итоге была создана первая компьютерная игра, получившая название Spacewar. Она представляла собой битву 2 космических кораблей, которые стреляли друг в друга ракетами. Игру создали на базе процессора PDP-1, который выполнял 100 000 операций в секунду и обладал оперативной памятью в 9 Кбайт.

Первая компьютерная игра "Spaceawars"

Игра проходила следующим образом: на дисплей выводилась карта, представляющая собой звездное небо, на котором размещались боевые корабли. Противники управляли ими с помощью клавиатуры и джойстиков. Количество ракет для выстрелов были четко ограничено, и маневрировать от противника можно было только 2 способами – крутиться вокруг звезд, уходя от выстрела или совершать гиперпрыжок – во время него корабль на секунду исчезал с поля боя и внезапно появлялся в другой точке карты.

Стив Рассел и Мартин Грец играют в "Spaceawars"

Хотя Spaceawars стала в том числе и первой коммерческой игрой, дохода создателям она не принесла, правда подарила славу и почет в узких кругах программистов. А вот последующие аналогичные компьютерные игры уже стали пользоваться популярностью и приносить большую прибыль создателям. К слову, одна из версий Spacewar и сегодня размещена в коллекции Computer Museum History Center в Калифорнии.

Сегодня исследования показывают, что компьютерные игры, при правильном подборе и грамотном использовании, даже оказывают положительный эффект на развитие детей. Разработчики уделяют внимание играм, направленным на развитие логического мышления и координации, а победа в таких играх развивает уверенность в себе у ребенка в будущем.

Но как уже было отмечено, не все компьютерные игры ведут к развитию сильных качеств в ребенке, а чрезмерное увлечение определенно негативно сказывается и на здоровье и на психике. Полностью отказываться от игр, конечно, неправильно, но стоит запастись альтернативными способами привлечения внимания детей, чтобы заинтересовать их и внешним миром.

Первый компьютер, первый персональный компьютер и даже первая компьютерная игра были зафиксированы на фото и сохранились до наших дней, их легко найти в Интернете в открытом доступе. Также снято большое количество интересных и информативных фильмов на эту тему, например, фильм от «Discovery», который размещен на канале YouTube.

Сейчас использование персональных компьютеров от Apple, Samsung, HP, Dell и других производителей кажется нам чем-то абсолютно естественным. Однако меньше века назад среднестатистический человек не имел представления о компьютерных технологиях, и любые разработки, которые сегодня используются на каждом устройстве, становились настоящим прорывом в индустрии.

В этой статье мы поговорим о том, что представляли собой самые первые компьютеры в мире, кто и зачем их разрабатывал, каковы были их возможности, и насколько большой вклад в развитие технологий они привнесли.

Создание самых первых компьютеров

Самые первые компьютеры в мире занимали десятки квадратных метров, а их вес измерялся тоннами. Тем не менее, именно они позволили человечеству прийти к тем компактным и удобным устройствам, которыми мы пользуемся сейчас. Точного ответа на вопрос, какая ЭВМ действительно была самым первым компьютером, к сожалению, нет. Однако существуют несколько вариантов этого ответа, которые мы рассмотрим ниже.

Компьютер «Марк 1»

«Марк 1», также известный как ASCC (Automatic Sequence Controlled Calculator), был спроектирован и создан в 1941-ом году. В роли заказчика работ выступал Военно-морской флот США, а в качестве генерального подрядчика – компания IBM. Непосредственно разработкой устройства занимались пять инженеров, которыми руководил представитель американской армии Говард Эйкен. За основу при реализации проекта разработчики взяли аналитическую вычислительную машину, которую создал известный британский изобретатель Чарльз Бэббидж.

По своей сути «Марк 1» был усовершенствованным арифмометром, который можно было запрограммировать и который не требовал человеческого вмешательства непосредственно в сам процесс выполнения расчетов. Разработчики не учли всех преимуществ двоичной системы счисления, которой пользуется большинство современных компьютеров мира, и заставили машину оперировать десятичными числами.

Ввод информации в устройство выполнялся при помощи перфолент. Никаких условных переходов «Марк 1» выполнять не мог, и потому код каждой программы был очень длинным и громоздким. Программной возможности для создания циклов также не было: чтобы сделать петлю в коде, перфоленту с кодом в буквальном смысле слова нужно было «замкнуть», соединив ее начало и конец.

Физически ASCC имел следующий вид:

• длина порядка 17 м;
• высота свыше 2,5 м;
• вес около 4,5 тонн;
• 765 000 деталей;
• 800 км соединительных проводов;
• 15-метровый вал, обеспечивающий синхронизацию основных вычислительных элементов;
• электрический двигатель мощностью 4 кВт.

По настоянию главного исполнительного директора IBM Томаса Уотсона компьютер был помещен в корпус из нержавеющей стали и стекла, тогда как Говард Эйкен настаивал на прозрачном корпусе, чтобы оставить «внутренности» ЭВМ видимыми.

«Марк 1» умел работать с числами, длина которых составляла до 23 разрядов. На вычитание и сложение тратилось всего 0,3 с, на умножение – 6 секунд, на деление – 15,3 секунды, на выполнение тригонометрических функций и вычисление логарифмов – более минуты. На то время это было поразительное быстродействие, позволявшее за один день выполнять расчеты, на которые ранее потребовалось бы полгода. Поэтому на завершающем этапе Второй Мировой войны устройство довольно успешно использовалось американским флотом, после чего около 15 лет проработало в Гарвардском университете.

Споры о том, кто создал самый первый в мире компьютер, и когда это произошло, не утихают до сих пор. Как не сложно догадаться, в США первым «предком» современных ПК считают именно «Марк 1». Однако в действительности он начал работать примерно через 2 года после того, как немецкий инженер Конрад Цузе разработал свою ЭВМ Z3, представленную широкой общественности все в том же 1941-ом году. Кроме того, Цузе в принципе использовал более прогрессивные технологии (хотя бы двоичную систему счисления), тогда как «Марк 1», по оценкам ряда исследователей, устарел еще до того, как был создан.

Или все-таки Z3 от Цузе Конрада

Конрад Цузе – одна из самых важных фигур в истории всего компьютеростроения в мире, хотя он и трудился на благо Третьего рейха. Впрочем, главной мотивацией в своем труде Цузе считал бомбардировки Дрездена и других немецких городов, где оставалось преимущественно гражданское население, англо-американской авиацией. Работать над своими вычислительными машинами Конрад начал еще в 1930-ых годах, проходя обучение в Берлинском политехническом университете.

Его работы были основаны на нескольких, революционных на тот момент, идеях:

• Память должна быть разделена: одна ее часть должна отводиться под управляющие данные, другая – под вычисляемые.
• Числа должны быть представлены в двоичной системе счисления.
• Машина должна уметь работать с числами с плавающей запятой (тогда как «Марк 1» работал только с числами с фиксированной запятой). Стоит отметить, что алгоритм реализации этой идеи, который Цузе назвал «полулогарифмической записью», аналогичен применяемому на современных компьютерах.

Данные в Z3 вводились при помощи перфоленты. Все инструкции, которые могла выполнят машина, были разделены на три группы: арифметические операторы, память, и также ввод и вывод. Никаких ограничений на расположение инструкций в пределах перфоленты не накладывалось, при этом существовали две специфические команды — Ld и Lu – предназначенные для вывода информации на дисплей и чтения с клавиатуры соответственно.

Обе эти инструкции останавливали машину, чтобы оператор смог записать полученный результат, или ввести необходимое число. Условные переходы эта ЭВМ не поддерживала, а циклы, как и в случае с «Марк 1», приходилось реализовывать скреплением начала и конца перфоленты.

Основные характеристики машины сводятся к следующим:

• операция сложения выполнялась за 0,7 секунды;
• операции умножения и деления длились 3 секунды;
• устройство состояло из 2600 телефонных реле;
• тактовая частота Z3 составляла примерно 5,33 Гц;
• устройство потребляло 4 кВт энергии;
• его размер был примерно в два раза меньше, чем габариты «Марк 1»;
• его вес составлял 1 тонну.

Машина просуществовала до 1944-го года и помогала Третьему рейху производить сложные расчеты для фашистской авиации. В 1944-ом году ЭВМ сгорела вместе с проектной документацией после одной из очередных авиабомбардировок. Впрочем, вскоре Конрад Цузе создал Z4, а компьютер Z3 был в 1960-ом году реконструирован силами компании «Zuse KG». Но это уже совсем другая история.

Непредвзятые критики сходятся на том, что статус первого свободного программируемого и работоспособного компьютера в мире по праву принадлежит именно Z3, а все попытки опровергнуть это утверждение – псевдопатриотическая спекуляция представителей отдельных стран. Вряд ли когда-то будет положен конец этим дискуссиям, однако однозначно можно сказать следующее: если «Марк 1» устарел еще до своего выпуска, то в Z3 были реализованы многие технологии и принципы, которые начали применяться в компьютерах будущего.

Первая в СССР и континентальной Европе электронно-вычислительная машина

Первой ЭВМ на территории СССР и континентальной Европы считается разработка под названием «МЭСМ», что расшифровывается как «Малая электронная счетная машина». Устройство было создано в Украине, в лаборатории вычислительной техники киевского Института электротехники. Проект реализовывался под руководством академика Сергея Лебедева.

Над созданием ЭВМ Сергей Алексеевич, как и Цузе, начал задумываться еще в 30-ых годах прошлого века. Однако вплотную приступить к этой работе он смог только после войны, да и то не в самых лучших условиях: Институту электротехники предоставили помещения монастырской гостиницы в Феофании (на расстоянии около 10 км от Киева), в полуразрушенном доме.

Однако отечественным инженерами удалось более-менее отремонтировать здание, и всего за три года создать и наладить МЭСМ. При этом над проектом трудились всего лишь 12 инженеров, а также 15 монтажниц и техников, которые помогали им по мере необходимости. Машина имела следующие характеристики:

• занимала комнату площадью порядка 60 квадратных метров;
• могла совершать 3000 операций в минуту, что по тем временам было невероятным показателем;
• работала на 6000 электронных ламп, которые потребляли 25 кВТ;
• могла выполнять сложение, вычитание, деление, умножение и сдвиг с учетом сравнения по абсолютной величине, знака, передачи чисел с магнитного барабана, передачи управления и сложения команд.

Как не сложно догадаться, 6000 ламп обеспечили в помещении практически тропический климат. Тем не менее, МЭСМ вплоть до 1957-го года успешно использовалась в большом количестве научных исследований: в области космических полетов, термоядерных процессов, механики, дальних линий электропередач и так далее.

Другие самые первые системы

«Марк 1» и Z3 – это далеко не все участники спора за титул самого первого компьютера в мире. Учитывая, что в середине двадцатого века разработка компьютерных технологий начала развиваться в геометрической прогрессии, и ЭВМ приобретали все больше признаков современных компьютеров, многие исследователи отдают первое место в этом своеобразном «рейтинге» и тем системам, о которых речь пойдет ниже.

Вычислители Eniac

Электронный цифровой вычислитель ЭНИАК начали разрабатывать в 1943-ем году, а закончили – в 1945-ом. Над его созданием трудились ученые из Пенсильванского университета Джон Эккерт и Джон Мокли. Заказ на разработку ЭНИАКа выполнила Армия США, которой нужно было устройство для точного расчета таблиц стрельбы. Но из-за того, что компьютер собрали только к концу войны, его предназначение пришлось поменять: с 1947-го по 1955-ый годы его использовала Лаборатория баллистических исследований Армии США, которая с помощью ENIAC выполняла различные расчеты при разработке термоядерного оружия. Примечательно, что первыми программистами этого компьютера стали шесть девушек.

Первые коммерческие экземпляры UNIVAC

Условно первый компьютер серии UNIVAC (UNIVersal Automatic Computer I) считают первой коммерческой ЭВМ в США, и третей – во всем мире. Его разработкой занимались те же Джон Эккерт и Джон Мокли, по заказу ВВС США и Армии США в сотрудничестве с Бюро переписи населения. Разработка UNIVAC I производилась с 1947-го по 1951-ый годы. Первую ЭВМ этой серии официально продали именно Бюро, несколько других десятков экземпляров появились в частных корпорациях, правительственных учреждениях и трех американских университетах. UNIVAC I использовал двоично-десятичную арифметику, 5200 электровакуумных ламп с потреблением 125 кВт электричества, и весил 13 тонн. В одну секунду он мог осуществлять 1905 операций. Для его размещения требовалась комната площадью 35,5 квадратных метров.

Первый компьютер от Apple

Первая ЭВМ от именитого «яблочного» бренда носила название «Apple I» и была выпущена в 1976-ом году. Ключевой новинкой, использованной при создании этого компьютера, стала возможность вводить информацию с клавиатуры с ее мгновенным отображением на дисплее. Во время презентации устройства проявился ораторский и предпринимательский талант Стива Джобса, тогда как непосредственно разработкой Apple I занимался его стеснительный приятель Стив Возняк. Эта ЭВМ была полностью собрана на монтажной плате, которая состояла примерно из тридцати микросхем, из-за чего ее порой называют самым первым полноценным ПК в мире.

Цена самого первого компьютера

Стоимость разработок первых ЭВМ в мире была существенно выше, чем актуальные расценки на компьютеры среднего ценового сегмента. Так, в создание «Марк 1» было вложено порядка 500 000 долларов. Z3 обошелся Третьему рейху в 50 000 рейхсмарок, что по курсу тех времен составляло примерно 20 000 долларов. На создание ЭНИАКа разработчики запросили 61 700 долларов. А для выполнения первого заказа на Apple I, сделанного Полом Терреллом, Джобсу и Возняку понадобилось 15 000 долларов. При этом первые модели «яблочного» компьютера продавались по 666,66 долларов за штуку.

Видео «Первый компьютер»

Вся предоставленная выше информация была взята из открытых источников, преимущественно – из свободной энциклопедии «Википедия».

Под термином самый первый в мире компьютер можно понимать несколько различных моделей. С одной стороны, это гигантские машины, созданные в середине XX века.

С другой стороны – человечество непосредственно познакомилось с компьютерами, и даже получило возможность пользоваться ими в быту, намного позже.

И история первых персональных ЭВМ начинается уже с середины 1970 годов.

В нашем материале мы расскажем вам о создании первых прототипов современных компьютеров и здоровенных вычислительных машинах, которые ученые называют первыми компьютерами.

Первые «гиганты» вычислительных технологий

В самом начале эры компьютеров, в 1940-х годах, было создано сразу несколько независимо разработанных моделей огромных вычислительных устройств.

Все были разработаны и собраны учёными из США и занимали десятки квадратных метров площади.

По современным меркам, такое оборудование трудно назвать компьютером.

Однако на тот момент более мощных машин для проведения вычислений со скоростью, намного превышающей результат среднего человека, не существовало.

Рис. 1 Один из первых компьютеров, UNIVAC, заносят в помещение для монтажа.

Марк-1

Программируемое устройство «Марк-1» по праву считается первым в мире компьютером.

Вычислительная машина, разработанная в 1941 году группой из 5 инженеров (включая Говарда Эйкена), была предназначена для военных целей.

После окончания работ, проверки и наладки компьютера его передали ВВС США. Формальный запуск «Марк-1» в работу состоялся в августе 1944 года.

Основная часть ЭВМ, общая стоимость которой превысила 500 тысяч долларов, находилась внутри металлического корпуса и состояла из более чем 765 тыс. деталей.

Длина оборудования достигала 17 метров

Высота – 2,5 м, в результате чего под неё было выделено огромное помещение Гарвардского университета. Среди других параметров прибора:

• общая масса: более 4,5 тонн;
• длина электрокабелей внутри корпуса: до 800 км;
• длина вала, синхронизирующего вычислительные модули: 15 м;
• мощность электромотора, приводившего в действие компьютер: 5 кВт;
• скорость вычисления: сложение и вычитание – 0,33 с, деление – 15,3 с, умножение – 6 с.

«Марк-1» можно было назвать огромным и мощным арифмометром – именно этой версии придерживаются те, кто считает родоначальником компьютерных технологий модель ENIAC.

Однако, благодаря возможности выполнять заданные пользователем программы в автоматическом режиме (чего не могла делать, например, созданная немного раньше немецкая вычислительная машина Z3), именно «Марк-1» считают первым компьютером.

Работая с помощью перфоленты, машина не требовала вмешательства в работу человека.

Хотя из-за отсутствия поддержки условных переходов каждая программа была записана на длинном и закольцованном ленточном рулоне.

После того как мощности устройства стало недостаточно для выполнения новых задач, которые ставили перед разработчиками заказчики, один из авторов компьютера, Говард Эйкен, продолжил работу над новыми моделями.

Так, в 1947 году была создана вторая версия, «Марк-2», а в 1949 году – «Марк-3».

Последний вариант под названием Mark IV был выпущен в 1952 году и тоже использовался американскими военными.

Рис. 2 Первый компьютер Mark-1.

ENIAC

Вычислительная машина «ЭНИАК» предназначалась для выполнения примерно тех же задач, что и «Марк-1».

Однако результатом разработки стал по-настоящему многозадачный компьютер.

Первый запуск устройства состоялся практически в конце 1945 года, поэтому использовать его для военных целей во Второй мировой войне было уже поздно.

И сложнейшая в то время вычислительная машина, работавшая, по мнению современников, «со скоростью мысли», участвовала в других проектах.

Одним из них было моделирование взрыва водородной бомбы.

Частота работы этих элементов достигала 100 тыс. импульсов каждую секунду.

Для того чтобы повысить надёжность такого количества приборов разработчики применили метод, предназначенный для работы музыкальных электроорганов.

После этого аварийность снизилась в несколько раз, и из 17 тыс. ламп за неделю перегорало не больше двух.

Кроме того, была разработана система контроля безопасности оборудования, включавшая проверку каждой из 100 тыс. мелких деталей.

Параметры компьютера:

• общее время разработки: 200 тысяч человеко-часов;
• цена проекта: $487 тысяч;
• масса: около 27 тонн;
• мощность: 174 кВт;
• память: 20 буквенно-численных комбинаций;
• скорость работы: сложение – 5 тыс. операций в сек, умножение – 357 операций в сек.

Для ввода и вывода данных на ENIAC применялся табулятор со скоростью 125 и 100 карт в минуту, соответственно.

За время проведения испытаний ЭВМ обработало больше 1 млн. перфокарт.

А единственным серьёзным даже для своего времени недостатком машины, в сотни раз ускорившей процесс вычисления по сравнению с предшественником, были размеры – почти в 2 раза больше, чем у «Марк-1».

Рис. 3 Второй в мире компьютер «ЭНИАК».

EDVAC

Усовершенствованная ЭВМ EDVAC (тоже созданная Эккертом и Мосли) могла проводить расчёты уже не только на основе перфокарт, но и с помощью содержащейся в памяти программы.

Такая возможность появилась в результате применения ртутных трубок, запоминающих информацию, и двоичной системы, существенно упростившей вычислении и количество ламп.

Результатом работы группы американских учёных стал компьютер с памятью около 5,5 Кбайт, состоящий из таких элементов:

• устройства для чтения и записи информации с магнитной ленты;
• осциллографа для контроля работы ЭВМ;
• устройства, принимающего сигналы от управляющих элементов и передающего их вычислительным модулям;
• таймера;
• устройств для проведения вычислений и запоминания информации;
• временных регистров (в современной терминологии – «буферов обмена»), хранящих по одному слову.

Компьютер, занимающий площадь в 45,5 кв. м., тратил около 0,000864 секунд на сложение и вычитание и 0,0029 с на умножение и деление.

Его масса достигала всего 7,85 тонны – намного меньше по сравнению с ENIAC. Мощность прибора – всего 50 кВт, а количество диодных ламп составляло всего 3,5 тысячи штук.

Рис. 4 Компьютер «Эдвак».

Вам это может быть интересно:

Отечественные разработки

Отечественная наука в 1940 годах тоже проводила разработки для получения электронных вычислительных машин.

Результатом работы лаборатории имени С. А. Лебедева стала первая на Евразийском континенте модель МЭСМ.

Следом за ней появилось несколько других компьютеров, уже не таких известных, хотя и внёсших весомый вклад в научную деятельность СССР.

МЭСМ

Аббревиатура МЭСМ, компьютера, создаваемого с 1948 по 1950 год, расшифровывалась как «Малая электронная счётная машина».

Такое название ЭВМ получила из-за того что сначала была всего лишь макетом «большого» устройства.

Однако полученные положительные результаты испытаний привели к созданию полноценного компьютера, собранного в двухэтажном здании монастыря.

Первый запуск прошёл в ноябре 1950 года, а первая серьёзная задача решена в январе следующего года.

В течение следующих 6 лет МЭСМ применяли для сложных научных вычислений, потом использовали в качестве учебного пособия, и, наконец, в 1959 году разобрали.

Рабочие параметры устройства были следующими:

• количество ламп: 6 тыс.;
• трёхадресная система команд с 20 двоичными разрядами;
• память: постоянная на 31 число и 63 команды, оперативная такого же размера;
• быстродействие: частота 5 кГц, выполнение 3 тыс. операций в сек;
• площадь: около 60 кв. м.;
• мощность: до 25 кВт.

Рис. 5 Советский компьютер начального уровня МЭСМ,

БЭСМ-1

Работа над ещё одним советским компьютером велась в то же время, что и над МЭСМ.

Устройство называлось Большой электронной счётной машиной и работало с утроенной скоростью – до 10 тыс. операций в секунду – при уменьшении числа ламп до 730 штук.

Количество разрядов для чисел, которыми оперировала ЭВМ, составляло 39 единиц, а точность расчётов достигала 9 знаков.

В результате машина могла работать с числами от 0,000000001 до 1000000000. Так же, как и МЭСМ, большое устройство было выпущено в одном экземпляре.

Машина, конструктором которой тоже был С. А. Лебедев, считалась в 1953 году самой быстрой в Европе. В то время как лучшим компьютером в мире признали американскую IBM 701.

Первый коммерческий компьютер компании «Ай-Би-Эм» производил в секунду до 17 тысяч операций.

Рис. 6 Первая полноценная ЭВМ в СССР БЭСМ-1.

БЭСМ-2

Усовершенствованный вариант, БЭСМ-2, стал не только очередным самым быстрым компьютером в стране, но и одним из первых серийных советских устройств такого типа.

С 1958 до 1962 года советская промышленность выпустила 67 моделей ЭВМ.

На одной из них проводился расчёт ракеты, доставившей на Луну вымпел Советского Союза. Скорость БЭСМ-2 составляла 20 тыс. операций в секунду.

При этом оперативная память достигала, в пересчёте на современные единицы, около 11 Кбайт и работала на ферритовых сердечниках.

Рис. 7 Советский компьютер БЭСМ-2.

Первые модели массового производства

К началу 1970 годов компьютерные технологии развились до такой степени, что можно было позволить купить ЭВМ для личного пользования.

Раньше это могли сделать только крупные организации, так как стоимость техники достигала десятков и сотен тысяч долларов в США и примерно такой же суммы в рублях для СССР.

С уменьшением размеров компьютеры становятся по-настоящему персональными.

И первым среди них можно назвать прототип, не оставивший в истории большого следа, но всё равно выпущенный в количестве нескольких тысяч экземпляров – Xerox Alto.

Дата выхода первой модели – 1973 год.

Среди преимуществ можно было назвать приличную память в 128 Кбайт (и расширением до 512 Кбайт) и запоминающее устройство на 2,5 Мбайт.

Недостатком – огромный «системный блок» размером с современное для формата А3.

Именно габариты помешали сделать производство достаточно массовым, хотя компьютер приобретали организации из-за удобного графического интерфейса.

Рис. 8 Компьютер Xerox Alto – мощный, но дорогой.

На территории СССР в 1968 году тоже пытались создать прототип ПК.

Омский инженер Горохов запатентовал вычислительное устройство, функциональность которого примерно соответствовала первым персональным машинам 1970 годов.

Впрочем, ни одной реально действующей модели создано не было, не говоря уже о серийном производстве.

И первым массовым ПК (хотя и с ограниченной функциональностью) стал Altair 8800, выпускаемый с 1974 года.

Его можно назвать прототипом первых современных компьютеров с – именно интеловский чипсет устанавливался на материнской плате ЭВМ.

Стоимость модели в сборе составляла чуть больше $600, в разобранном состоянии – около $400.

Такая низкая стоимость привела к массовому спросу, и «Альтаир» продавался тысячами.

При этом устройство представляло собой всего лишь системный блок, не имеющий ни монитора, ни клавиатуры, ни звуковой карты.

Все эти периферийные устройства были разработаны позже, а покупатели первых моделей Altair 8800 могли работать с ним только с помощью переключателей и лампочек.

Рис. 9 Модель Altair 8800 с объединённым вместе монитором и клавиатурой.