Первые ЭВМ.

Первые электронные компьютеры появились в первой половине 20 века. Они могли делать значительно больше механичеcких калькуляторов, которые лишь складывали, вычитали и умножали. Это были уже электронные машины, способные решать сложные задачи. Кроме того, они имели 2 отличительные особенности, которыми предыдущие машины не обладали. Одна из них состояла в том, что они могли выполнять определенную последовательность операций по заранее заданной программе или последовательно решать задачи разных типов. Другая особенность заключалась в способности хранить информацию в специальной памяти.

Дифференциальный анализатор.

Первая счетная машина, которая появилась на пути создания электронных машин, была разработана американским ученым Ванневером Бушем в 1930 году.(По этой причине некоторые считают, что Буш является отцом современного компьютера, а не Чарльз Бэббидж, автор проекта вычислительной "Аналитической машины", программы для которой должны были кодироваться и переноситься на перфокарты.) Машина Буша была названа дифференциальным анализатором. Это был первый в мире компьютер. (Принцип действия аналогового компьютера основан на измерении непрерывных изменений физических величин, например атмосферного давления или температуры воздуха.)

Машина Буша оказалась способной быстро решать сложные математические задачи. Она приводилась в действие электричеством, а для хранения информации в ней использовались электронные лампы, подобные тем, что использовались в те времена в радиоприемниках.

Однако дифференциальный анализатор Буша имел так много составных частей, что фактически занимал целую комнату. Не трудно себе представить, что и вес такой машины был значительным. Даже более поздняя модель дифференциального анализатора, построенная в 1942 году, весила 200 тонн!

Изобретатель первых компьютеров в Германии.

Один из первых компьютеров, который по праву можно назвать программируемым, был создан немецким инженером Конрадом Цузе. В конце 30-х - начале 40-х годов он построил несколько счетных машин и компьютеров для осуществления сложных инженерных расчетов. Машины Цузе управлялись при помощи перфорированной ленты, изготовленной из бракованной кинопленки (весьма изобретательная реакция на дефицит бумаги в годы войны). В качестве основных элементов машин использовались электромеханические реле,подобные тем, что применялись тогда в телефонных коммутаторах. Кроме того, Цузе одним из первых среди изобретателей компьютеров сумел построить действующую машину (Z3, 1941), в которой вместо привычной нам десятичной системы счисления использовалась двоичная система. Любое десятичное число можно представить в двоичной системе в виде последовательности единиц и нулей. Этот способ записи чисел выглядит несколько замысловато, но прекрасно подходит для электрических цепей, которые могут находиться в одном из двух состояний: включено или выключено. Также, двоичная система удобна для кодирования логических операций, имеющих дело с понятиями "истина" и "ложь". Возможность использования таких операций превращает компьютер в нечто большее, чем просто счетная машина. Из-за войны работы Цузе долгое время оставались неизвестными за пределами Германии. Но по обе стороны Атлантики были и другие ученые, увлеченные погоней за призрачной удачей - созданием программируемых машин. Некоторые из них, как и Цузе, поняли эффективность двоичной системы счисления и символьной логики для проведения вычислений с помощью электрических цепей. Однако переход от десятичной системы к двоичной не сразу получил признание. Гарвардская машина "Марк-1". Пока Цузе продолжал свои исследования в Германии, американские ученые работали над двумя проектами, которые оставили заметный след в истории программируемых компьютеров. В Гарвардском университете математик Говард Айкен с группой инженеров фирмы IBM завершали работу над машиной "Марк-1". "Марк-1" - первый в мире цифровой компьютер. (Принцип действия цифровых компьютеров основан на счете чисел). Аналоговые компьютеры тоже имеют дело с числами. Но если они проводят непрерывное измерение изменений величин, то цифровые компьютеры - только через определенные промежутки времени. Машина Айкена "Марк-1" имела громадные размеры: более 15м в длину и около 2.5м в высоту и состояла из более чем 750 тыс. деталей; вес ее (по сравнению с весом, например, дифференциального анализатора Буша) был невелик: "всего" 5 тонн. Эта программно-управляемая вычислительная машина стоимостью 500 тыс. долл. предназначалась для баллистических расчетов ВМС США. Как и машины Цузе, она была построена на электромеханических реле и управлялась при помощи команд, закодированных на бумажной перфоленте, либо на перфокартах. Машина производила умножение двух 23-значных чисел за 3с, за один день выполняла расчеты, которые вручную могли быть выполнены только за 6 месяцев и могла легко настраиваться на решение разнообразных задач оборонного характера, возникавших в ходе войны. У машины "Марк-1" был самый большой объем памяти среди машин того времени и значительно улучшенные программные возможности. Хотя вскоре другие машины превзошли "Марк-1", он тем не менее продолжал использоваться в вычислительной лаборатории Гарвардского университета вплоть до 1959г. Однако всего важнее, вероятно, то, что эта машина послужила своего рода "полигоном" для подготовки многих первопроходцев в области разработки компьютеров, которые впоследствии внесли заметный вклад в развитие нового научного направления. "Эниак". Другая американская разработка - машина "Эниак" (ENIAC, аббревиатура от Electronic Numeral Integrator and Calculator - электронный цифровой интегратор и вычислитель) - отличалась весьма неуклюжим способом задания программы, что отравляло жизнь одного из первых ее программистов, математика Кэтлин Макналти и ее коллег. Машина "Эниак" предназначалась для вычисления баллистических таблиц, в которых остро нуждалась армия США во время Второй Мировой войны. Такие таблицы давали артиллеристам возможность выбрать угол вертикальной наводки орудия при заданном расстоянии до цели и определенном весе снаряда с учетом атмосферных условий и скорости ветра. При использовании электромеханического настольного арифмометра квалифицированный специалист затрачивал на вычисление одной траектории около трех дней, а для каждой комбинации орудия и снаряда требовалось 2-4 тыс. таких расчетов. Для подготовки "Эниака" к выполнению этих операций приходилось проделывать умопомрачительную процедуру. Машина представляла собой чудовищный конгломерат (механическое соединение) электронных ламп и соединительных кабелей, которые были смонтированы на 40 панелях, расположенных в форме подковы вдоль стен большой комнаты. Спустя много лет Макналти вспоминала: "Нам приносили целую охапку листов копировальной бумаги и заявляли: "Разберитесь, как работает машина, а потом придумайте, как ее запрограммировать". Макналти и другие программисты, обслуживавшие "Эниак"(большинство из них были математики-женщины), принимались за изучение чертежей, выясняли, как надо переключить сотни кабелей, и придумывали, в какие положения установить примерно 6 тыс. тумблеров и переключателей. В среднем на подготовку машины к вычислению одной таблицы уходило 2 дня кропотливой ручной работы. Как только появился "Эниак", к машине "Марк-1" стали относиться как к старому драндулету. Еще бы! Новая машина производила 5000 операций сложения или 300 операций умножения в секунду. Она выполняла их в несколько сотен раз быстрее, чем любая из существовавших в то время машин, и могла в считанные часы решить задачи, на которые пятидесяти инженерам потребовался бы целый год. Машина "Эниак", была создана сотрудниками Высшего технического училища Пенсильванского университета Джоном Мочли (1907-1980) и Джоном Преспером Экертом(род. в 1919 г.). Как и "Марк-1", она оперировала десятичными, а не двоичными числами, однако вместо электромеханических реле в ней использовались электронные лампы, что позволило во много раз повысить ее быстродействие по сравнению с машиной Гарвардского университета. По габаритам "Эниак" был еще более громадным, чем "Марк-1": более 30м в длину и 85м3 по занимаемому объему. Его вес равнялся весу четырех африканских слонов - 30т. При создании "Эниака" Мочли и Экерт превысили технологический предел надежности, ибо до этого ни в одной машине не использовалось более 2 тыс электронных ламп. В машине "Эниак" их было почти в 9 раз больше. Электронные лампы "Эниака" составляли самостоятельную проблему. Они не только занимали большой объем, но и выделяли большое количество тепла. А это требовало специальной системы охлаждения. Но еще более важно то, что в 40-е годы электронные лампы не были такими же надежными компонентами электронных приборов, какими они являются в настоящее время. Нередко 6 или 7 ламп выходили из строя в течение часа. За год работы машины пришлось заменить около 19 тыс. ламп, более 100% от общего комплекта. И тем не менее "Эниак" продемонстрировал, что будущее принадлежит именно электронным вычислительным устройствам. Мочли и Экерт хорошо понимали, что основное преимущество электронных компьютеров заключается в их потенциальной способности хранить большое количество информации. Вращающиеся шпиндели и шестеренки электромеханических компьютеров мало годились для построения достаточно больших запоминающих устройств, способных хранить значительный объем данных. С появлением электроники подобная внутренняя память стала практически реальной. Сама по себе машина "Эниак" была всего лишь первой ласточкой. Разработанная в условиях довлеющей спешки, обусловленной военным временем, она имела весьма ограниченную внутреннюю память. Хотя эта машина очень быстро выполняла сложные программы, ее сумматор (внутреннее запоминающее устройство на электронных лампах, предназначенное для хранения обрабатываемых данных) мог запомнить лишь 20 10-значных десятичных чисел. И хотя содержимое внутренней памяти можно было быстро менять, замена самих управляющих команд требовала длительной возни с соединителиными кабелями и переключателями. Несмотря на низкую надежность "Эниака" и его непосредственных послевоенных преемников, именно с помощью этих первых машин были заложены основы программирования. Основополагающие конструкции, изобретенные в те годы, составили фундамент для создания сложных систем программного обеспечения, которые существенно изменили жизнь современного человеческого общества.

Список использованной литературы:

Основы компьютерной грамотности (Б. Кершан, А. Новембер, Дж. Стоун); Москва, издательство "Мир", 1989. Язык компьютера; Москва, издательство "Мир", 1989.
Первые ЭВМ. Реферат по информатике Богдановского Романа , 8б класс.