Краткая история вычислительной техники

Дата обновления 12.11.15

Электронные вычислительные машины – одно из самых удивительных творений человечества, изменивших нашу жизнь во многих ее проявлениях. Вычислительная техника превратилась в один из основных рычагов, обеспечивающих развитие и достижения научно-технического прогресса.

Примерно 4000 лет назад были изобретены довольно сложные системы счисления, в частности, десятичная.

Одно из первых вычислительных устройств - счеты были изобретены более 1500 лет назад в странах Средиземноморья. Этот нехитрый, но очень нужный инструмент дожил до наших дней. Вплоть до 17 века счеты как вычислительный инструмент оставались вне конкуренции.

В 17 веке многие изобретатели были увлечены идеей создания счетных устройств. Один из них - шотландец Джон Непер (теолог, математик, изобретатель «оружия смерти», мечтавший сконструировать систему зеркал и линз, которая поражала бы цель смертельным солнечным лучом). Он оставил свой след в истории вычислительной техники тем, что изобрел логарифмы (1614 год). А уже в 1620 г. (после смерти Непера) была изобретена логарифмическая линейка, которая до конца 60 годов 20 века была основным инструментом инженера.

Изобретателем первого вычислительного механического устройства был гениальный француз Блез Паскаль. Наблюдая за бесконечными и утомительными расчетами своего отца - сборщика налогов, он в 1642 г. стал работать над созданием суммирующей машины (Паскалина). Это был ящик с многочисленными шестеренками, который позволял складывать числа. За десять лет Паскаль создал более пятидесяти различных вариантов машины. В честь Паскаля назван один из современных языков программирования - Pascal.

Механическая машина, позволяющая выполнять сложение, умножение, деление и вычитание была создана в 1673 году гениальным математиком, основателем дифференциального и интегрального вычислений Готфрид Вильгельмом-Лейбницем. Еще ребенком (в шесть лет) он проводил все время в отцовской библиотеке. В пятнадцать лет он поступил в Лейпцигский университет и по своей эрудиции не уступал многим профессорам. В возрасте двадцати лет ему предложили должность профессора в Нюрнбергском университете, но он предпочел дипломатическую карьеру. Познакомившись с голландским математиком и астрономом Христианом Гюйгенсом, и наблюдая, как много ему приходится делать вычислений, он изготовил механический калькулятор.

Другая заслуга Лейбница состоит также в том, что он заложил основы двоичной системы счисления, которая позднее нашла применение в ЭВМ. Однако при всей своей гениальности Лейбниц так и не смог найти полезного применения двоичной системе счисления. Он наделял двоичную систему мистическим смыслом: цифра 1 ассоциировалась у него с богом, а нуль обозначал пустоту-вселенную до того, как в ней появились иные существа, кроме бога.

Ближе всего к созданию компьютера подошел англичанин Чарлз Бэббидж.

У него был очень живой, острый ум. В тринадцать лет этот гений заведовал кафедрой Кембриджского университета, принимая участие в разработке различных устройств, например, тахометра, предохранительной решетки паровоза. Главной его страстью была борьба за безукоризненную математическую точность.

Целое десятилетие (1822-1823) он потратил на создание Разностной вычислительной машины, работающей на новых принципах. Машина предназначалась для построения сложных математических таблиц. Эта машина по мере разработки становилась все сложнее. Было потрачено около 17000 фунтов стерлингов и значительная часть собственных средств, но вычислительная машина так и не была построена. Работая над идеей Разностной машины, Бэббидж пришел к идее построения еще более сложной (Аналитической) машины, которая могла бы выполнять операции в соответствии с инструкциями, т.е. по программе. Инструкции по замыслу автора должны были вводиться с перфокарт. В своем окончательном варианте Аналитическая машина должна была быть не меньше железнодорожного локомотива и представляла собой нагромождение стальных и деревянных деталей, колес, часовых механизмов, приводимых в действие паровым двигателем. Ни Разностная, ни тем более Аналитическая машины не были построены (остались только более 200 чертежей различных устройств), хотя современники всячески поддерживали изобретателя, в частности, графиня Огаста Ада Байрон (дочь поэта лорда Байрона). Многое из того, что мы знаем об Аналитической машине, дошло до нас благодаря научным трудам этого одаренного любителя математики. Она первая сумела понять значение данного изобретения, написав, что Аналитическая машина будет иметь ценность «практически непредсказуемую в ее возможных применениях». Она также разработала некоторые приемы программирования, которые используются и по сей день, например, арифметический цикл. В честь ее назван один из самых мощных языков программирования - АДА.

Идеи Бэббиджа были использованы шведским изобретателем Георгом Шойцом, который построил видоизмененный вариант Разностной машины, которая в 1855 была удостоена золотой медали на Всемирной выставке в Париже.

Спустя сто лет после смерти Лейбница английский математик, самоучка из бедной семьи - Буль (в 12 лет изучил латынь, в 14 лет знал греческий, французский, немецкий, итальянский языки) изобрел своеобразную алгебру (1847 г.), пользуясь которой можно было кодировать любые высказывания, истинность или ложность которых требовалось доказать. Он изобрел основные логические операции И, Или, Не. Логические действия двоичны по своей сути, т.к. оперируют с двумя сущностями: «Истина» или «Ложь», «Да» или «Нет», «Открыт» или «Закрыт», «0» или «1». Работы Буля заложили теоретическую базу для практической реализации вычислительных устройств.

Через 19 лет после смерти Бэббиджа одна из идей Аналитической машины - использование перфокарт, нашла воплощение в статистическом табуляторе, построенном американцем Германом Холлеритом, который получил за свою машину несколько премий и звание профессора в Колумбийском университете. Его машина позволяла проводить статистический анализ переписи населения с использованием перфокарт, в которых пробивались отверстия. Содержащаяся в карте информация, приводила к замыканию контактов, что существенно ускоряло обработку информации (ранее на обработку данных тратилось 7,5 лет).

Холлерит организовал фирму по производству табуляционных машин (Tabulating Machine Company). В 1924 году за пять лет до смерти он создал фирму IBM (International Business Machines Corporation).

Перед второй мировой войной фирма специализировалась на производстве таких изделий, как пишущие машины, настольные калькуляторы и табуляционные машины. В 1941 г., когда США вступили во вторую мировую войну, президентом фирмы IBM был 67-летний старик Уотсон, который превратил фирму в концерн с многомиллионным оборотом. Обладая талантом предпринимателя и интуицией инженера, он требовал от своих сотрудников предельной аккуратности и преданности делу: «Вы должны вложить всю свою душу в работу, а работу в душу» - любил повторять он.

В этой же фирме работал аспирант Гарвардского университета Говард Эйкен. Устав от бесконечных вычислений над своей докторской диссертацией, он решил создать программируемый компьютер, о котором в свое время мечтал Бэббидж.

Уотсон добился, чтобы военные освободили Эйкена от службы в армии, красочно рассказав им, как задуманный компьютер сможет рассчитывать траекторию полета артиллерийских снарядов (на это требовалось полгода труда квалифицированного расчетчика-математика).

С благословения командования военно-морского флота и при финансовой и технической поддержке фирмы IBM (было выделено 500 тыс. долларов) Эйкен с бригадой инженеров взялся за работу. В качестве переключающих устройств он использовал электромеханические реле, которых в машине было более 3000.

В 1943 году вычислительная машина была создана и получила название «Марк 1». Машина получилась весьма внушительной: 17 метров в длину, 2,5 метра в высоту, содержала 750 тыс. деталей. Одного электрического провода было потрачено 800 км. На сложение и вычитание тратилось 0,3 с, на умножение 3 с. Машина управлялась с помощью команд, закодированных на бумажной перфоленте.

За один день машина выполнила столько расчетов, на которые раньше уходило полгода. Машина проработала 16 лет, но не принесла особого успеха создателям. Все дело в том, что эта машина устарела еще до того как была построена.

Кто же создавал более перспективные вычислительные машины? - Немец Конрад Цузе, который с детства любил изобретать и строить. Еще в детстве он сконструировал действующую модель аппарата для размена денег. Будучи студентом технического вуза, Цузе стал мечтать о машине, которая могла бы считать. Не имея ни малейшего представления об идеях Чарлза Бэббиджа, Цузе стал разрабатывать свою машину. Цузе быстро понял, что десятичная система счисления («Марк 1» работал в десятичной системе счисления) мало подходит и остановился на двоичной системе. Еще в 1936 году он устроил мастерскую в гостиной родительского дома. На свои деньги он через два года построил машину, которая занимала около четырех квадратных метров. Машина называлась «Z-1», имела клавиатуру, ответ высвечивался на панели с лампочками. Затем он построил машину «Z-2», в которой данные и команды вводились с перфоленты, изготовленной из бракованной кинофотопленки. В качестве основных элементов машины использовались электромеханические реле. По своей производительности эти машины не уступали «Марк 1». В 1941 году Цузе построил «Z-3» - программно – управляемое устройство, а затем машину «Z-4».

В 1942 году Цузе и австрийский инженер-электрик Шрайер предложили заменить реле электронными лампами, которые тогда только что появились и были дорогими. Однако их предложение не нашло поддержки в правительстве Германии.

Целеустремленней всех работали англичане, которые занимались расшифровкой немецких данных. Английская разведка собрала группу талантливых ученых и изолировала (засекретила) их от внешнего мира. В эту группу входил математик Алан Тьюринг. Он был гениальным ученым. В 1936 году в возрасте 24 лет он написал теоретическую работу, в которой предвосхитил ключевые свойства современного компьютера. В своей работе он описал гипотетическое устройство (впоследствии названое машиной Тьюринга), состоящее из бумажной ленты и читающей головки, которая могла считывать и обрабатывать записанные на бумаге символы. Такая машина могла решить любую математическую или логическую задачу. Бесконечную ленту можно было рассматривать как своеобразную внутреннюю память компьютера.

Работа английских ученых в 1943 увенчалась успехом. Была создана сверхсекретная декодирующая машина, которую назвали «Колосс». Эта машина содержала около двух тысяч электронных ламп. Данные в нее вводились с перфоленты, информация с которой считывалась со скоростью 5000 символов в секунду. Однако «Колосс» все-таки была специализированной электронной машиной, предназначенной только для расшифровки секретных кодов.

Американцы тоже не теряли время зря. Физик Джон У. Мочли и изобретатель Джон Преспер Экерт написали записку в военное ведомство на создание быстродействующего компьютера на электронных лампах. Заявка затерялась в армейских инстанциях и только 9 апреля 1943 года военные бюрократы заключили с учеными контракт на постройку машины «ENIAC» (Electronic Numerical Integrator and Computer - электронный цифровой интегратор и вычислитель). Машина содержала 17468 электронных ламп, работала в десятичной системе счисления (Мочли считал, что так понятнее человеку), весила 30 тонн, имела длину 26 метров, высоту 6 метров и работала в 1000 раз быстрее чем «Марк 1». Машина представляла собой чудовищный конгломерат электронных ламп и соединительных кабелей.

Недостаток машины – сложность изменения программы, на что тратилось около двух дней. Для ввода программы требовалось установить в нужное положение 6 тыс. переключателей.

Следующая машина тех же конструкторов - «EDVAC» (Electronic Discrete Automanic Variable Computer - электронный дискретный переменный компьютер) уже хранила программы в специальных устройствах (на ртутных лампах) и работала в двоичной системе, что существенно уменьшило размеры машины.

Один из консультантов этой машины был Джон фон Нейман - одаренный математик (в 6 лет он уже знал древнегреческий, в 8 лет освоил высшую математику, в возрасте 20 – 30 лет, он внес значительный вклад в развитие квантовой механики и разработал теорию игр). В уме он производил сложнейшие вычисления, поражая своих учеников.

Фон Нейман был не чужд тщеславия, любил красивых женщин и автомобили, которые разбивал примерно раз в год. Некоторые его коллеги считали его «ученым среди ученых».

Поработав в группе Мочли и Экерта, фон Нейман подготовил доклад, в котором он обрисовал логическую организацию компьютера.

В своем докладе фон Нейман выделил ряд ключевых компонентов компьютера: центральное арифметическо-логическое устройство, центральное устройство управления, запоминающее устройство и устройство ввода-вывода информации. Фон Нейман считал также, что компьютер должен быть электронным устройством, работающим с двоичными числами и выполнять операции последовательно одну за другой.

Именно после этого доклада компьютер был признан объектом, представляющим научный интерес. И по сей день современный компьютер часто называют машиной фон Неймана.

Позднее Джон фон Нейман участвовал в разработке нескольких компьютеров новейшей конструкции. Один из них «MANIAC» (Mathematical Analyzer, Nomertor, Integrator and Computer - математический анализатор, счетчик, интегратор и компьютер), который был использован для решения задач, связанных с созданием водородной бомбы.

Джон фон Нейман умер в 1954 г. от саркомы.

Джон Мочли и Препнер Экерт организовали свою собственную фирму (Eckert-Mauchlu) по производству компьютеров и задались целью создать универсальный компьютер «UNIVAC» (Universal Automatic Computer – универсальный автоматический компьютер), который предназначался для национального бюро переписи населения США. Машина содержала 5000 радиоламп и работала с тактовой частотой 2,5 МГц. Это был первый серийный компьютер массового выпуска (5 шт.). Исходные данные вводились на магнитной ленте. Однако они так и не смогли первыми создать компьютер с хранимой программой. Это сделал английский исследователь Морис Уилкс в 1949 г., построив компьютер «EDSAC» (Electronic Delay, Storage Automatic Calculator - электронный автоматический калькулятор с памятью на линиях задержки).

Говард Эйкен серьезно поссорился с Уотсоном и создал второй, третий и даже четвертый вариант компьютера «Марк 1». В отместку Эйкену Уотсон поручил своим сотрудникам создать ЭВМ с более высоким быстродействием, чем «Марк 1». Фирма IBM достигла очень больших успехов в конструировании компьютеров.

Алан Тьюринг участвовал в создании очень мощного компьютера «ACE» (Automatic Computing Engine - автоматическое вычислительное устройство), который вступил в эксплуатацию в мае 1950 г.

В 1954 г. Тьюринг умер в возрасте 41 года.

Конрад Цузе потерял во время бомбежек Германии все свои машины за исключением «Z4». На основе этой машины через два десятка лет он создал неплохой коммерческий компьютер.

В конце 50 г. 20 века закончилась эра компьютеров нулевого поколения. Компьютерами стали заниматься большое число фирм. Наступила эра ЭВМ первого поколения - серийных ламповых ЭВМ.

Как развивалась вычислительная техника в СССР?

В СССР до начала войны отношение к вычислительной технике и новейшей по тем временам науки кибернетики (кибернетика-наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в различных средах) было резко отрицательным. «Кибернетика - продажная девка империализма» - так писали газеты. Однако успехи запада, энтузиазм советских ученых и потребность в вычислениях изменили ситуацию.

После войны в России сформировалось несколько крупных научных школ, занимающихся вычислительной техникой, которые развивались независимо от запада. Одну из таких школ возглавлял директор Института электротехники АН Украины Лебедев Сергей Алексеевич, который в конце 1948 года начинает работу над малой электронной счетной машиной (МЭСМ). Машина имела 6000 электронных ламп. Ее проектирование, монтаж, наладка осуществлялась в течение двух лет силами небольшого коллектива (12 научных сотрудников и 15 техников).

Следующей машиной Лебедева была Большая электронно-счетная машина (БЭСМ-1, 1953 г.). Она выполняла 8000 операций в секунду (на уровне лучших американских машин и была самой быстродействующей в Европе). В 1958 г. БЭСМ-2 была подготовлена к серийному производству на Казанском заводе математических машин.

В 1955 г. под руководством Лебедева была начата разработка ЭВМ М20 (ожидаемая производительность -20 тыс. операций в секунду). Оперативная память была выполнена на ферритовых сердечниках и составляла 4096 слов, буферная память была выполнена на трех магнитных барабанах по 4096 слов. ЭВМ занимала площадь 200 кв. м., потребляла 50 кBт, не считая энергии на охлаждение помещения.

Параллельно с Лебедевым в специальном конструкторском бюро (СКБ-245) была разработана ламповая ЭВМ «Стрела» с производительностью 2000 операций в секунду.

Выдающимся конструктором вычислительных машин был Башир Искандарович Рамеев. Под его руководством в 1954 г. была создана ламповая машина «Урал-1». Эта ЭВМ с быстродействием 100 операций в секунду и памятью на магнитных барабанах относилась к разряду малых недорогих машин преимущественно для инженерных вычислений.

ЭВМ первого поколения, как правило, были машинами с жестким циклом выполнения операций, работающие без совмещения. Это означает, что следующая команда начинает выполняться только после завершения предыдущей операции. Кроме того, во время ввода информации с перфолент (перфокарт) центральный процессор простаивал. Его арифметическое устройство занималось перекачкой информации от внешних устройств в запоминающие устройства машины.

ЭВМ второго поколения использовали в качестве элементной базы транзистор (transistor) или полупроводниковый триод, который позволял заменить электронную лампу. Создателями транзистора в 1947 г были американские ученые – физики Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн из фирмы «Bell Labs». Небольшие размеры, малый вес, низкая стоимость, высокая надежность, продолжительный срок службы, низкое энергопотребление и другие достоинства этого прибора позволяли использовать его в качестве элементной базы ЭВМ второго поколения. В США уже в 1955 г транзисторы использовались для разработки компьютера «TRADIC» (800 транзисторов, 11 тыс. германиевых диодов), в 1958 г. ЭВМ «Philco-2000» содержала 56 тыс. транзисторов, 1200 диодов. Быстродействие компьютеров на транзисторах возросло в 10 раз по сравнению с ламповыми ЭВМ. Аналогичные машины (приблизительно в тоже время) были построены в Англии, ФРГ, Японии, Франции и Италии.

В 1960 году в СССР группа разработчиков во главе с Е. Л. Брусиловским в НИИ математических машин в Ереване завершила разработку первой в СССР полностью полупроводниковой ЭВМ «Раздан-2».

Значительным событием в конструировании машин второго поколения стали ЭВМ «Atlas» (выпущена в Англии в 1961 году), в которой были применены концепции виртуальной (кажущейся) памяти, «Stretch», «CDC-6600» (США) и «БЭСМ-6» (СССР).

Легендой советского компьютеростроения является машина «БЭСМ-6», которая была разработана в 1966 г. Лебедевым С.А. Эта машина была вершиной его научной карьеры, рис. 1.1

БЭСМ-6 выпускали почти 20 лет с 1968-го по 1987 год. Крупные научные и военно-научные центры имели в своих вычислительных залах БЭСМ-6, которая обладала производительностью в 1 млн. операций в секунду!

БЭСМ-6 была первой советской супер-ЭВМ второго поколения, на полупроводниковых транзисторах.

Рисунок. 1.1 - Общий вид ЭВМ БЭСМ-6

В БЭСМ-6 было много принципиально новых идей. На БЭСМ-6 появились первые полноценные операционные системы, мощные трансляторы, ценнейшая библиотека численных методов и виртуальная память - механизм преобразования математического адреса в физический с помощью специальных таблиц (термин «виртуальная», правда, еще не использовался).

Чуть позднее в СССР стали выпускать малые ЭВМ второго поколения на транзисторах: «Наири» (1964 г.), «МИР-1», «МИР-2»), «Проминь-М», «Проминь-2». Эти малогабаритные машины, выполненные на полупроводниках, обладали небольшим быстродействием, около 1000 операций/сек. Они служили для выполнения сравнительно несложных инженерных расчетов в КБ и НИИ. Все эти машины были построены по принципу микропрограммного управления и обычно работали в режиме программно-аппаратной интерпретации входного языка.

Одним из важных достоинств малых машин являлась их дешевизна и простота использования.

Основной недостаток ЭВМ второго поколения состоял в том, что они имели примерно одинаковые вычислительные возможности, но абсолютно разную архитектуру.

В начале апреля 1964 года фирма IBM объявила о создании шести моделей своего семейства IBM System/360 («S/360»), что ознаменовало появление компьютеров третьего поколения.

Отличительными чертами семейства программно-совместимых систем являлись:

· разработка ряда моделей семейства с различной производительностью и ценой, но одинаковой архитектурой;

· все модели обладали программной совместимостью, т.е. составленная программа могла быть выполнена на любой модели (при наличии достаточных ресурсов, например памяти);

· полная унификация устройств и аппаратная совместимость между моделями;

В машинах третьего поколения использовалась более гибкая система прерываний, позволяющая синхронизировать работу центрального процессора, процессоров ввода/вывода и должным образом реагировать на аварийные ситуации в программах пользователя. Мультипрограммный режим работы компьютера требовал создания мощных средств защиты памяти. Создавались механизмы динамического распределения памяти, совершенствовались операционные системы.

Использование новой элементной базы позволило существенно повысить быстродействие и объем оперативной памяти нового поколения машин. Значительно расширилась номенклатура внешних устройств - появились накопители на сменных магнитных дисках, алфавитно-цифровые и графические дисплеи, графопостроители и т.д.

Затраты на разработку такой системы в США составили 5 млрд. долларов (сравнимы с затратами проекта «Аполон» - полета человека на Луну).

Архитектура IBM/360 была настолько удачной, что стала промышленным эталоном и многие фирмы позднее стали выпускать IBM совместимые компьютеры.

В машинах третьего поколения вместо транзисторов стали использоваться интегральные схемы (ИС), которые заменили тысячи транзисторов. В результате снизилась цена ЭВМ, ее размеры и самое удивительное производительность возросла в 100 раз по сравнению с ЭВМ второго поколения. Благодаря этому многие организации смогли приобретать такие машины и использовать их для решения самых различных задач.

Первая попытка создания семейства машин в СССР связана с серией «Урал». Идеи, заложенные в архитектуру этого семейства, весьма близки к тому, что сейчас понимается под архитектурой машин третьего поколения. Однако машины этого семейства имели значительные отклонения от тех стандартов на внешнее оборудование и системы сопряжения, которые приняты к настоящему времени, к тому же эти машины основывались на технологической базе второго поколения.

В 1967 году ЦК и Совмин выпустили совместное постановление о разработке Единой Серии Электронных Вычислительных Машин (ЕС ЭВМ). Был создан Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники (НИЦЭВТ), под его началом объединились и другие организации. Было принято решение о воспроизведении архитектуры программно совместимого семейства IBM 360.

Воспроизведение шло на основе доступных публикаций, посвященных принципам архитектуры и операционных систем. Воспроизводя основополагающие принципы архитектуры семейства IBM, советские специалисты, тем не менее, создавали оригинальные машины, поскольку точного повторения американских моделей, естественно, быть не могло. Не было и технологической базы для создания эквивалентных по мощности и возможностям машин.

За 20 лет было выпущено три поколения ЕС ЭВМ, близкие по архитектуре к семействам IBM-360 и 370. Быстродействие ЕС ЭВМ варьировалось от 20 тыс. оп/с в самой младшей модели ЕС-1020 до 500 тыс. оп/с в наиболее мощной ЕС-1050.

ЕС ЭВМ ориентировались на эффективную универсальную обработку информации при решении самых разнообразных проблем: научно-технических, планово-экономических, учетно-статистических и др. задач. Их применение было связано с вычислительными работами большого объема, использованием различных баз данных и сопряжением с высокопроизводительной и дорогостоящей периферией. Сфера применения ЕС ЭВМ была необычайно широка, эти машины покрывали самые разнообразные потребности страны в вычислительной технике.

До 1984 года программа ЕС полностью поддерживалась государством, на нее выделялись значительные средства, а контроль за выпуском очередного ряда осуществляла военно-промышленная комиссия ЦК КПСС.

Основным сдерживающим моментом в дальнейшем совершенствовании ЕС ЭВМ была, безусловно, элементная база. Однако с началом экономической реформы в СССР (1990) производство машин фактически прекратилось, ЕС так и не перешли на большие и сверхбольшие интегральные схемы.

Дальнейшее развитие микроэлектроники привело к возможности размещать на одном кристалле тысячи интегральных схем. Это привело к появлению ЭВМ четвертого поколения, элементной базой которых стали большие интегральные схемы (БИС).

Такая миниатюризация привела к появлению недорогих компьютеров. Небольшие ЭВМ могли разместиться на одном письменном столе. Именно в эти годы зародился термин «Персональный компьютер» (ПК).

Попытки создать компьютер небольших размеров, на котором можно было бы работать одному человеку, делались, начиная с 1974 г. Одной из первых таких машин был компьютер, который назывался «Альтаир 8080», построенный небольшой и малоизвестной американской фирмой МИТС на основе микропроцессора Intel 8080. Стоимость компьютера была всего 397 долларов. Его возможности были ограничены: оперативная память была всего 256 байт, экран и клавиатура отсутствовали, ввод и вывод информации производился в двоичном годе. Кроме того, компьютер часто продавался в разобранном виде (в виде конструктора). Однако компьютер пользовался бешеным успехом у энтузиастов вычислительной техники. Молодой программист из Бостона Пол Аллен и студент Гарвардского университета Билл Гейтс написали программу, реализующую для Альтаира алгоритмический язык BASIC. Впоследствии Гейтс и Аллен основали собственную фирму Microsoft.

Вслед за фирмой МИТС создавать подобные ПК стали еще два десятка фирм. В сентябре 1977 г. в продаже появилась модель компьютера «Tandy TRS-80» фирмы Tandy Corporation, построенная на базе новейшего микропроцессора Z-80. Компьютер был снабжен видеомонитором, клавишным устройством, кассетным магнитофоном, на котором были записаны программы и данные.

В начале 1977 г. фирма Apple Computers продемонстрировала компьютер «Apple II», который весил около 5 кг, имел систему цветной графики и был выполнен на высоком техническом уровне. К 1980 г. фирма имела годовой доход 117 млн. долларов, а основатели фирмы Стивен Возняк и Стивен Джобс стали миллионерами.

Все выпускаемые компьютеры имели значительные недостатки, ограничивающие распространение персональных компьютеров в среде неподготовленных потребителей.

Настоящая компьютерная революция началась в августе 1981 года, когда фирма IBM выпустила свой первый персональный компьютер - (IBM Personal Computer).

Разработчики IBM PC использовали готовые комплектующие: микропроцессор фирмы Intel, дисководы фирмы Tandon, мониторы и т.п. Единственным передовым шагом стало введение в конструкцию системной платы IBM PC разъемов расширения для подключения дополнительных устройств непосредственно к шине компьютера.

Этим нехитрым решением было достигнуто главное преимущество, заключающееся в разработке важнейшего принципа построения системы ПК — принципа открытой архитектуры.

До появления IBM PC все модели микрокомпьютеров имели закрытую архитектуру. Это означало, что аппаратные средства компьютера оставались для конечного пользователя «вещью в себе»: любая их модификация требовала достаточно высокой специальной квалификации в области электроники. Совершенствование микрокомпьютера оставалось уделом профессионалов-разработчиков, а пользователям приходилось довольствоваться тем, что они приобретали.

С появлением IBM PC ситуация коренным образом изменилась. Пользователь мог менять любые блоки ПК на более совершенные, не вникая в особенности электроники и не меняя систему в целом.

Многие фирмы, в том числе и фирма Tandy Corporation, достаточно быстро освоила производство IВМ - совместимых компьютеров. Как правило, такие ПК стоили дешевле (иногда весьма значительно), чем ПК фирмы IBM. Это семейство микрокомпьютеров получило название «клона» IBM. Так как сам по себе принцип открытой архитектуры не подлежал авторской и патентной защите, то вследствие «клонирования» ПК сторонними производителями, фирма IBM начала быстро утрачивать монополию на контроль рынка ПК и терять доходы. Любая из моделей «клона» оказывалась в конечном счете лучше своего прототипа (по быстродействию, дизайну и т.д.), т.е. фирма IBM почти всегда инициировала процесс разработки нового очередного ПК, а затем другие производители всесторонне совершенствовали каждую из моделей.

Первый ПК фирмы IBM был достаточно простой. В его состав входил микропроцессор Intel 8088, магнитофон для загрузки/сохранения программ и данных, а также дисковод. Оперативная память имела всего 64 Кбайт. Компьютер имел встроенную версию языка BASIC.

Через короткий отрезок времени эта модель была усовершенствована. Новая модификация получила название «расширенного» ПК - IBM PC/XT (Personal Computer /eXTended version) и в ней использовался жесткий диск емкостью 10-30 Мб.

В последующие годы следствие естественного прогресса в области разработки и производства микропроцессорной техники постоянно происходили обновления персонального компьютера. Появлялись новые микропроцессоры, жесткие диски, и т.д.

Развитие вычислительной техники продолжается и сегодня.

В Японии, начиная с 1982 года, принята правительственная программа по развитию вычислительной техники и созданию компьютеров пятого поколения. Фактически под этими словами понимается некий план по развитию IT индустрии.

ЭВМ пятого поколения должны достигнуть фантастической производительности за счет интеграции огромного количества процессоров на одной подложке.

Японский центр по развитию и обработки информации поставил перед собой труднодостижимые цели. Главная из них - это развитие технологий по логической обработке знаний - одно из ведущих направлений искусственного интеллекта, а также создание рабочих станций с высокой производительностью и распределенными функциями, создание суперкомпьютеров для научных вычислений, которые будут оперировать огромными базами данных и базами знаний.

Важным направлением развития вычислительных средств пятого и последующих поколений является интеллектуализация ЭВМ, связанная с наделением ее элементами интеллекта, интеллектуализацией интерфейса с пользователем и др. При этом ЭВМ должна обладать способностью к обучению, производить ассоциативную обработку информации и вести интеллектуальный диалог при решении конкретных задач.

Аналогичные проекты осуществляются не только в Японии, но и в США и России. Однако разработчики ЭВМ пятого поколения столкнулись не только с техническими трудностями при разработке вычислительных средств, но и с проблемами программирования.

В настоящее время общепризнано, что «интеллект» современного компьютера равен или даже ниже интеллекта земляного червяка и поэтому интеллектуализация компьютера – важнейшая задача ближайших лет.