Курсовая работа: Історія розвитку обчислювальної техніки
Початком ери обчислювальної техніки прийнято рахувати 1946 рік, рік створення легендарного комп'ютера ENIAC, першої повномасштабної універсальної обчислювальної машини. ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) був побудований в університеті штату Пенсільванія. Творці найбільшого на той момент електронного пристрою використовували в нім понад 18 тис. електронних вакуумних трубок. Комп'ютер приголомшував уяву швидкістю обчислень: за одну секунду машина могла виконати 5000 операцій складання і 300 операцій множення, іншими словами, в 100, а то і в 1000 разів швидше за поширені у той час механічні і електромеханічні арифмометри.
Але ENIAC привертав увагу не лише що дивувала учених швидкістю обчислень, але і гнучким (хоча і обмеженим) апаратом запису обчислювальних алгоритмів - кажучи сучасною мовою, був програмованим пристроєм. (див. Додаток Б, мал. 14)
Завдяки цим своїм якостям ENIAC продемонстрував, що електронним обчислювальним пристроям під силу вирішення найважливіших завдань на зразок розробки водневої бомби; річ у тому, що дослідники Пенсільванського університету вели свої роботи ще з часів другої світової війни в рамках проекту військового відомства Project PX. Творцями ENIAC прийнято вважати Джона Маклі і Дж. Преспера Еккерта. Перший розробив архітектуру комп'ютера, другою втілив його ідею в життя.
Так, першими були американці, але це той окремий випадок, коли ми відстали від "них" зовсім на трохи. Мабуть, це і відставанням назвати не можна. Наші вчені приходять до ідеї цифрової електронної обчислювальної машини практично незалежно від західних і роблять абсолютно оригінальні розробки. Просто ідея ця дійсно носилася в повітрі. Енергетика, ядерна фізика, статистичні розрахунки, і в першу чергу військово-промисловий комплекс, постійно стикалися з необхідністю проводити складні розрахунки за мінімальний час.
Не випадково, що батьки-засновники радянської обчислювальної техніки, Сергій Олександрович Лебедев і Ісаак Семенович Брук починали свою наукову діяльність в електроенергетиці і кожен з них в процесі своєї роботи прийшов до створення якогось рахункового пристрою, що дозволяв хоч трохи полегшити утомливі розрахунки. У Брука в лабораторії Енергетичного інституту АН СРСР з 1939 року працював механічний інтегратор для вирішення диференціальних рівнянь, а Лебедев в 1945 році для аналогічних завдань створив електронну аналогову машину.
Справжня історія радянської обчислювальної техніки починається в 1948 році. У серпні цього року з'являється проект автоматичної цифрової обчислювальної машини, по суті перший в СРСР проект ЕОМ з жорстким програмним управлінням. Його авторами були Брук і його молодий колега Башир Іськандаровіч Рамєєв, в майбутньому творець легендарних радянських ЕОМ серії "Урал". Зараз проект зберігається в Політехнічному музеї, і відвідувачі можуть поглянути, як виглядав "Урал-1".
Проекту Брука - Рамєєва не призначено було втілитися в життя, але це була перша ластівка, офіційно запатентований винахід, і до лампового гіганта, що реально діє, в нашій країні залишалося зовсім небагато.
В кінці цього ж самого 1948 років Лебедев, у той час директор Інституту електротехніки АН України, починає роботу над малою електронною рахунковою машиною (МЕСМ), яка всього через два роки почала з успіхом вирішувати складні обчислювальні завдання. Продумувавши проект нової машини, Лебедев незалежно від Джона фон Неймана обґрунтовував принципи побудови ЕОМ з програмою, що зберігається в пам'яті. (див. Додаток В мал. 14)
По суті, 1948 рік поклав початок трьом основним радянським науковим школам у сфері обчислювальної техніки: школі Лебедева, що став основним ідеологом машин з високою швидкодією, школі Брука який займався розробкою малих ЕОМ, і школі Рамєєва, що управ, до кінця 60-х що очолював напрям, пов'язаний з обчислювальною технікою універсального призначення.
Проте 60 років тому, весною 1949 року, креслення найпершого радянського комп'ютера МЕСМ стали "вдягатися в залізо". Через півтора року, в січні 1951-го, урядова комісія підписала акт про прийняття цієї машини. Так з кібернетики було знято клеймо "продажної дівки імперіалізму". Запізнилися: західні конкуренти швидко йшли вперед, а "залізна завіса" прирекла радянські розробки на забуття. Принцип пристрою комп'ютера загального призначення практично не змінився з 1946 року, коли американець Джон фон Нейман (американський математик угорського походження, учасник Манхеттенського атомного проекту) опублікував статтю, в якій описав дизайн електронної машини. В історію це увійшло як "архітектура фон Неймана". Стаття ґрунтувалася на реальних комп'ютерах ENIAC і EDVAC, архітектура яких була розроблена в Університеті Пенсільванії Преспером Екертом і Джоном Мочлі в 1943–1947 роках. Одна з причин, чому "архітектура фон Неймана" не була названа іменами його розробників, полягє в тому, що проект ENIAC/EDVAC фінансувався армією США і був засекречений.
Машина фон Неймана була електронним пристроєм, що послідовно виконував прості команди, які воно прочитувало з пам'яті. Такою командою могло бути складання двох чисел, вимога переслати число з одного елементу пам'яті в іншу або вибрати, які команди виконувати далі. Власне, з тих пір мало що змінилося: все програмне забезпечення, наприклад, Windows — це просто дуже довга послідовність таких команд. Величезні шафи з радіолампами 50-х або мініатюрний процесор в стільниковому телефоні XXI століття — це за великим рахунком один і той же пристрій — машина фон Неймана, тільки сучасні версії цього пристрою в мільярди разів швидші за свого прабатька.
Окрім прискорення роботи комп'ютерні дизайнери постійно винаходили трюки, що дозволяють скласти "цеглу" так, щоб виконати декілька операцій одночасно. Спочатку винайшли так звані конвеєрні процесори, в яких обробка кожної команди ділилася на простіші операції і робота над новою командою починалася, коли стара ще не закінчилася, подібно до заводського конвеєра при збірці автомобіля. Потім винайшли "суперскалярні процесори", в яких декілька команд, наприклад складання або порівняння чисел, витягувалися з пам'яті одночасно і оброблялися паралельно. Нарешті, для завдань типу розрахунку ядерних вибухів або прогнозу погоди придумали векторні процесори, які уміли однією командою оперувати сотнями чисел."Батьком" першого радянського комп'ютера (як вже говорилося вище) став Сергій Олексійович Лебедєв з київського Інституту електротехніки — на той час він вже був академіком АН УРСР. У 1947 році він набрав в свою лабораторію групу недавніх випускників київського політехнічного інституту і до весни 1949-го побудував "невеликий" комп'ютер розміром 60 квадратних метрів, який він назвав "Макет електронно-рахункової машини" (МЕРМ).
МЕРМ будувався в будівлі колишнього монастиря в передмісті Києва. Найбільшою проблемою був брак радіоламп — їх потрібно було близько 6000, і більшість ламп приходили бракованими. Проте в 1951 році комп'ютер почав працювати: виконував завдання за розрахунком балістики ракет. Не дивлячись на те що швидкість комп'ютера була всього 50 операцій в секунду, він став одним з наймогутніших комп'ютерів в Європі (швидше були тільки у Великобританії).
Після успіху МЕРМ Лебедєв переїхав до Москви і незабаром став директором Інституту точної механіки і обчислювальної техніки (Нині Ітмівт РАН — Інститут точної механіки і обчислювальної техніки імені С.А. Лебедєва Російської академії наук). Тут було створено декілька машин, найбільш відомою з яких стала БЕСМ-6, випущена в 1968 році. БЕСМ-6 використовувала принцип конвеєрного процесора і могла здійснювати до 1 млн. операцій в секунду. Проте в США на той час вже були машини, здатні робити 3 млн. операцій в секунду, а в 1969 році з'явився комп'ютер CDC 7600 компанії Control Data Corporation, що вже працював із швидкістю 10 млн. операцій в секунду.
І радянська, і американські машини як і раніше були ?