История развития вычислительной техники

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3
1. История зарождения вычислительной техники в СССР и
современной РФ 4
2. Этапы развития вычислительной техники 6
3. Открытие локальных сетей 9
4. Возникновения беспроводной технологии 9
5. Открытие компьютерной переферии 11
Список литературы 16

ВВЕДЕНИЕ

Слово «компьютер» впервые было использовано в 1613 году для
описания человека, который выполнял вычисления или вычисления.
Определение оставалось неизменным до конца 19-го века, когда
технологическая индустрия породила машины, основной задачей которых
был расчет. Нет простого ответа на вопрос «когда был изобретен первый
компьютер?» Из-за множества различных классификаций компьютеров.
Первая механическая вычислительная машина была изобретена Чарльзом
Бэббиджем в 1822 году. Однако на самом деле она не очень похожа на то, что
большинство людей считают компьютером в настоящее время.
Есть много вещей, которые люди не знают о быстром прогрессе
компьютерных разработок, плюс вклад многих ученых, которые не были
упомянуты в наших учебниках.
1. ИСТОРИЯ ЗАРОЖДЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ В

СССР И СОВРЕМЕННОЙ РФ

Послевоенному СССР, вступившему в холодную войну и гонку
вооружений, был необходим технический прорыв: более мощный
математический инструментарий требовался и для автоматизации расчетов
ведения боя обычным оружием, и для расчетов в рамках атомного проекта.
До появления электронных вычислительных машин все расчеты
производились специальными людьми — вычислителями, вооруженными
собственными знаниями и лога­рифмической линейкой. Некоторые задачи
решались на арифмометрах — механических устройствах, придуманных еще
в XVII веке. Еще одним вариантом были аналоговые вычислительные
механизмы. Главное же отличие вычислительных средств до появления ЭВМ
заключалось в том, что последовательность действий — то, что теперь
называется программой — выполнялась человеком и была в его памяти.
Рабочее пространство вычислителей напоминало большой читальный
зал, где работники (или чаще работницы) целый день производили с
поступившими данными математические операции. Собственно, слово
«компьютер» изна­чально обозначало человека этой профессии, и только во
второй половине XX века так стали называть устройство, которое людей-
вычислителей заме­нило (Азармас, 2016) .
До второй половины 1960-х годов единого направления развития
вычис­лительной техники не было: каждый институт или крупное
предприятие стремились разработать архитектуру, удобную для собственных
потребностей (кто-то рассчитывал нагрузку на промышленные станки, кто-то
обеспечивал расчеты для радиолокационных задач, а кто-то пытался вести
бухгалтерский учет). Поначалу подобная стратегия была вполне
оправданной, поскольку количество выпускаемой техники было ничтожным,
спрос большим, а разница в задачах существенной.
К тому же обмену опытом и собственно машинами мешали самые
разные обстоятельства, в том числе личного характера. Например, в конце
1950-х Исаак Брук с коллегами создавали свою вторую машину — М-2,
которую предполагалось передать в МГУ. Для знакомства с техникой в
ИНЭУМ даже был направлен молодой сотрудник специального
конструкторского бюро при университете Николай Брусенцов. Однако
передача не состоялась: Брук был обижен тем, что Сергей Соболев, который
и договаривался с ним о том, что машина будет передана в МГУ,
проголосовал на выборах действительных членов Академии наук не за него,
а за Лебедева. В итоге в СКБ МГУ решили разработать собственную машину,
поручив проект тому самому Николаю Брусенцову.
Его решение оказалось неожиданным — он предложил взять за основу
троичную логику (истина — неизвестно — ложь), а не двоичную (истина —
ложь). Участники рабочей группы вспоминали о том, что троичная система
оказалась намного более гармоничной, чем двоичные, и давала очень
незначи­тельное количество сбоев. К сожалению, проект встретил серьезное
сопротив­ление Казанского завода математических машин: устройство СКБ
МГУ было относительно недорогим — его производство оказывалось не
слишком выгод­ным предприятию. Всего выпустили 50 машин, в основном
для вузов в СССР и странах соцлагеря.
2. ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

В истории развития цивилизации произошло несколько
информационных революций — преобразований социальных общественных
отношений вследствие изменений в области обработки, сохранения и
передачи информации.
История создания ЭВМ - начинается далеко в прошлом и связана с
развитием практически всех сторон жизни и деятельности человека. Сколько
существует человеческая цивилизация, столько времени используется
определенная автоматизация вычислений.
Потребность в хранении, преобразовании и передачи информации у
человека появилась значительно раньше, чем был создан телеграфный
аппарат, первая телефонная станция и электронная вычислительная машина
(ЭВМ).
Первое поколение (1946 — начало 50-х гг.). Элементная база —
электронные лампы. ЭВМ отличались большими габаритами, большим
потреблением энергии, малым быстродействием, низкой надежностью,
программированием в кодах.
Colossus I (рис. 1) — первая вычислительная машина на лампах,
созданная англичанами в 1943 г., для раскодирования немецких военных
шифров; она состояла из 1800 электронных ламп — устройств для хранения
информации — и была одним из первых программируемых электронных
цифровых компьютеров.

Рисунок 1 – аппарат Colossus I

ENIAC — был создан для расчета артиллерийских таблиц баллистики.
Компьютер содержал 17468 вакуумных ламп шестнадцати типов, 7200
кристаллических диодов и 4100 магнитных элементов, и содержались они в
шкафах общим объемом около 100 м3. ENIAC имел производительность
5000 операций в секунду.
Второе поколение (конец 50-х — начало 60-х гг.). Элементная база —
полупроводниковые элементы. Улучшились по сравнению с ЭВМ
предыдущего поколения практически все технические характеристики. Для
программирования используются алгоритмические языки.
В 1953 г.. Уильям Шокли изобрел транзистор с p — n переходом (
junction transistor ). Транзистор заменяет электронную лампу и при этом
работает с большей скоростью, выделяет очень мало тепла и почти не
потребляет электроэнергию.
Один из первых компьютеров на транзисторах — Atlas Guidance
Computer — был запущен в 1957 г. и использовался при управлении запуском
ракеты Atlas (рис. 2).

Рисунок 2 – ПК Атлас

В 50-х и 60-х годах сборка электронного оборудования представляла
трудоемкий процесс, который замедлялся возрастающей сложностью
электронных схем. Так, например, компьютер типа CD1604 ( 1960 , Control
Data Corp. ) , содержал около 100 тыс. диодов и 25 тыс. транзисторов.
В 1959 американцы Джек Сент Клэр Килби (фирма Texas Instruments) и
Роберт Н. Нойс (фирма Fairchild Semiconductor) независимо друг от друга
изобрели интегральную схему ( ИС ) — совокупность тысяч транзисторов,
размещенных на одном кристалле кремния внутри микросхемы.
Четвёртое поколение (с середины 70-х — конец 80-х). Элементная база
— микропроцессоры, большие интегральные схемы. Улучшились
технические характеристики. Массовый выпуск персональных компьютеров.

3. ОТКРЫТИЕ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Между 1940 и 1946 годами Джордж Стибиц и его команда разработали
серию машин с телефонными технологиями - с использованием
электромеханических реле. Эти машины обслуживали более одного
пользователя. Вскоре они устарели, потому что основывались на медленных
механических реле, а не на электронных выключателях. Сегодня
доминирующей основой передачи данных является пакетная коммутация:
ARPANET (Сеть Агентства перспективных исследовательских проектов)
была сетью ранней коммутации пакетов и первой сетью, которая внедрила
набор протоколов TCP / IP (в 1982 году). Оба стали технической основой
Интернета. (Марченко, 2021)

4. ВОЗНИКНОВЕНИЯ БЕСПРОВОДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Многие из нас принимают аббревиатуру, как должное, не задумываясь
о том, почему технология называется именно так. Ларчик открывается просто
— дело в том, что WiFi изначально продвигали со слоганом «The Standard for
Wireless Fidelity», что можно перевести как «стандарт беспроводной
точности».
Затем технология получила сокращенное название «Wireless Fidelity»,
что со временем было обрезано до WiFi. Частично сыграла свою роль и
аббревиатура HiFi, которая расшифровывается как High Fidelity. Может быть,
разработчики WiFi пытались сделать свою технологию узнаваемой как раз за
счет HiFi — кто знает. Как бы там ни было, своего они добились. Первый
маршрутизатор отображен на рисунке 3.

Рисунок 3 – Первый маршрутизатор

Лишь в самом конце прошлого века, в 1997 году, появились первые
спецификации беспроводной связи WiFi. Первое поколение, 802.11, давало
возможность передавать данные со скоростью в 2 Мбит/с, при том, что
радиус действия модуля был очень небольшим. Да и стоимость
оборудования, которое обеспечивало беспроводную передачу данных, была
просто заоблачной.
Затем, где-то в 1999 году, появились прототипы двух редакций
базового стандарта: 802.11b и 802.11a. Они обеспечивали невиданную
скорость передачи данных по воздуху — вплоть до 11 Мбит/с.
Радиодиапазон при этом использовался тот же, что и сейчас — 2,4 ГГц.
Радиус действия был гораздо большим, чем у самого первого поколения
WiFi. Радиооборудование становится все более доступным — его могут
купить уже и обычные пользователи. Демография развития скорости
интернета представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 – этапы развития скорости интернет-соединения

Такого резкого роста пропускной способности удалось добиться за счет
использования многопотоковой передачи данных MIMO вместо SISO.
Многопотоковая передача позволила использовать несколько потоков
передачи данных, направляемых разными же антеннами. В самом начале
стандарт давал возможность работать с 4 потоками, каждый из которых
предоставлял пропускную способность в 150 Мбит/с.

5. ОТКРЫТИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ПЕРЕФЕРИИ

Идея создания систем видеосвязи (рис. 5) зародилась в передовых
инженерных умах довольно давно. Примерно с конца 19 века вместе с
первыми экспериментами над телевидением пришло понимание того, что с
помощью систем связи можно передавать на дальние расстояния не только
голос или телеграфные сигналы, но даже изображение. Но от идеи до первой
физической реализации прошло несколько десятков лет.
Рисунок 5 – Терминал визуальной телефонной системы Георга Шуберта.

Берлин, 1936 год.

Ведь для того, чтобы обеспечить самый базовый вариант видеосвязи,
нужны как минимум четыре взаимосвязанных составляющих: средства
передачи голоса, проводные или радиоканалы с достаточной пропускной
способностью, устройство захвата изображения (камера), отображающая
система (монитор). И все это как минимум в двух экземплярах.
Сегодня мы знаем, что компьютерная мышь была изобретена Дугласом
Энгельбартом при содействии Билла Инглиша и запатентована 17 ноября
1970 года. Это был всего лишь крошечный кусочек гораздо более крупного
проекта, направленного на увеличение человеческого интеллекта. Энгельбарт
требовал умения взаимодействовать с информационным дисплеем, используя
какой-то аппарат для перемещения курсора на экране. Тогда уже
использовались разные устройства, включая лампочку и джойстики. Однако
он искал наиболее эффективное устройство.
Первый прототип мыши был сделан для использования с графическим
интерфейсом Windows. Он назывался «Индикатор положения XY для
системы отображения» и впервые использовался с компьютерной системой
Xerox Alto в 1973 году (рис. 6).

Рисунок 6 – Первая компьютерная мышь

Довольно странно, что изобретатель одного из самых популярных
устройств с компьютерным интерфейсом не получил гонорар за изобретение
мыши. Он получил патент как правопреемник SRI, и SRI лицензировала его
Apple примерно за 40 000 долларов, что было нелепо.
Первая клавиатура появилась более 140 лет тому назад: в начале 1868
года некто Кристофер Шольс получил патент на свое изобретение – первую
печатную машинку. Ее раскладка представляла собой печатные знаки,
расположенные по алфавиту (рис. 7).

Рисунок 7 – Одна из первых печатных машинок

Как показала практика, алфавитное расположение клавиш было крайне
неудобно: потому что многие редко-используемые символы оказались в
центре клавиатуры, а часто-используемые – по краям. Современная
клавиатурная раскладка появилась значительно позже: аж через 22 года. А
кириллическая раскладка была впервые изготовлена еще позднее: в самом
конце 19 века, в Америке.
Звуковые колонки и акустические системы. Основные принципы
работы электродинамических излучателей были заложены еще в 1924 году,
конструкция закрытого ящика, предложенная Вильчуром, была
зарегистрирована в 1956. Настало время экспериментов, совершенствования
существующей конструкции акустической системы и вывода звука на
качественно новый уровень. Наиболее стремительный период в развитии
акустических систем приходится на 1970 – 1985 год, когда ведущие
производители устраивают настоящее соревнование технологий.
В 1972 году компания Sansui представляет первую колонку SF1 с 360-
градусным излучением звука (рис. 8). Свой ответ тут же дает и японский
производитель Pioneer, презентуя модель CS-3000 с использованием
купольных динамиков.

Рисунок 8 – Первые в мире колонки

Список литературы

1. Азармас. (2016). Развитие вычислительной техники. Получено из
https://arzamas.academy/special/cybernetics/timeline
2. Марченко, И. (2021). Локальные сети. Получено из https://new-
science.ru/25-krupnejshih-izobretenij-v-oblasti-kompjuternyh-nauk/