Skaiciavimo technikos vystymosi istorija
5 (100%) 1 vote

Skaiciavimo technikos vystymosi istorija

TURINYS

1. Įžanga 2

2. VI-V a. prieš mūsų erą 2

3. IV a. prieš mūsų erą 3

4. IX mūsų eros amžius 3

5. XVII a. pabaiga 4

6. XVIII amžius 5

7. XIX amžius 6

8. XX amžius 11

9. Pirmos kartos kompiuteriai 15

10. Antroji karta 15

11. Trečioji karta 16

12. Ketvirtoji karta 16

13. Išvada 18

14. Naudotų informacijos šaltinių sąrašas 19

Įžanga

Skaičių ir skaičiavimo atsiradimas ir jų vystymasis sudarė skaičiavimo technikos vystymosi istorijos pagrindą.

30 tūkstančių metų prieš mūsų erą buvo aptiktas taip vadinamas “vestonų kaulas” su įpjovomis. Tai leidžia istorikams manyti, kad jau tada mūsų protėviai mokėjo skaičiuoti.

VI – V a. prieš mūsų erą

Skaitmeninių įrenginių istoriją reikėtų pradėti nuo skaitytuvų. Visoms tautoms buvo žinomas panašus įrankis.

Senovinis graikų abakas (“salaminų lenta“) buvo speciali lentelė pabarstyta jūros smėliu. Ant smėlio buvo padarytos mažos vagos, kuriose akmenukais pažymėti skaičiai. Viena vaga atitikdavo vienetus, kita – dešimtis ir t.t. Jeigu kokioje nors vagoje skaičiuojant susirinkdavo daugiau nei 10 akmenukų, juos nuiminėdavo ir pridėdavo vieną akmenuką kitoje vagoje. Romėnai patobulino lentą, pakeitę medinę lentą į marmurinę su išdrožtomis vagomis ir marmuriniais kamuoliukais.

Kinų skaitytuvai “suan – pan“ buvo mediniai rėmeliai paskirstyti į viršutines ir apatines sekcijas. Pagaliukai atitiko kolonėles, o karoliai – skaičius.

Japonai tą patį įrenginį vadino “serobian“.

Rusijoje ilgą laiką skaičiuodavo kauliukų pagalba, išdėliodami juos į kruveles. Maždaug nuo XV a. pasirodė ir paplito lentinis skaičiavimas, kuris, matomai, buvo atvežtas vakarinių pirklių. Lentinis skaičiavimas beveik nesiskyrė nuo paprastų skaitytuvų. Tai buvo rėmeliai su sutvirtintomis horizontaliomis virvutėmis, ant kurių buvo suverti pragręžti slyvų arba vyšnių kauliukai.



IV a. prieš mūsų erą

Aristotelis (384 – 322 m. prieš m. e.) savo knygose “Kategorijos“, “Pirmoji analitika“, “Antroji analitika“ ir kt. išanalizavo žmogaus mąstymą ir jo formas: sąvokas, nuomones, išprotavimus. Savo darbuose Aristotelis pirmą sykį pagrindė vieną iš svarbiausių logikos skyrių – mokslą apie sprendimus ir silogizmus.

IX mūsų eros amžius

Indų moksininkai atrado pozicinę skaičiavimo sistemą, kuria dabar naudojasi visas pasaulis. Užrašant skaičių, kuriame nėra kokios nors kategorijos (numerio), pvz.: 101 arba 1204, indai vietoje skaičiaus pavadinimo sakydavo žodį “tuščia“. Užrašant skaičių, vietoje “tuščio“ numerio rašė tašką, o vėliau piešė rutuliuką. Tokį rutuliuką vadino “sunja” – chindi kalbą tai reikšdavo “tuščia vieta“.

Arabų matematikai išvertė šį žodį pagal prasmę į savo kalbą – jie sakydavo “sifr“. Šiuolaikinis žodis “nulis“ gimė palyginamai neseniai – vėliau, nei “skaičius“. Jis kilo iš lotynų žodžio “nihil“ – “jokia“.

Apytiksliai 850 m.e. metais arabų mokslininkas matematikas Muchamedas ben Musa al-Chorezmas parašė knygą apie bendras taisykles sprendžiant aritmetinius uždavinius lygčių pagalba. Ji vadinosi “Kitab al-Džebr“. Ši knyga davė pavadinimą algebros mokslui. Labai didelę reikšmę turėjo dar viena knyga, kurioje jis detaliai aprašė indų aritmetiką. Praėjus 300 m., ši knyga buvo išversta į lotynų kalbą, ir tapo pirmu “indų“ aritmetikos vadovėliu visuose Europos miestuose.

XVII a. pabaiga

1614 m. škotų matematikas Džonas Neperis (John Naiper, 1550-1617) sukūrė logaritmų lenteles. 1617 Neperis pasiūlė kitą (nelogaritminį) skaičių daugybos būdą. Įrenginį, kurį pavadino Neperio pagaliukais (arba kauliukais), sudaro siauros plokštės arba blokai. Kiekvienoje bloko pusėje yra skaičiai, kurie sudaro matematinę progresiją. Manipuliacijos blokais leidžia ištraukinėti kvadratines ir kubines šaknis, o taip pat dauginti ir dalinti didelius skaičius.



1623 m. Vilhelmas Šikardas (Wilhelm Schickard), matematikas ir Rytų kultūros tyrinėtojas, Tiubino Universiteto profesorius savo laiškuose draugui Johanui Kepleriui aprašė “skaičiavimo laikrodžių” įrenginį – skaičiavimo mašiną su mažu varikliu ir langu rezultatui skaityti. Ši mašina galėjo tik sudėti ir atimti skaičius. Tai buvo pirma mechaninė mašina.



1642 m. prancūzų matematikas Blezas Paskalis (Blaise Pascal, 1623 – 1662) sukonstravo skaičiavimo įrenginį, savo tečio – mokesčių inspektoriaus darbo palengvinimui. Šis įrenginys galėjo sumuoti dešimtainius skaičius.



1654 m. anglai Robertas Bisakaras, o 1657 m. – nepriklausomai nuo jo – S. Patridžas sukūrė stačiakampę logaritminę liniuotę, kurios konstrukcija išliko iki mūsų dienų.



1673 m. vokiečių filosofas, matematikas, fizikas Gotfridas Vilhelmas Leibnicas (Gottfried Wilhelm Leibniz, 1646 – 1716) sukūrė “laiptinį skaičiuoklį” – skaičiavimo mašiną, galinčią sudėti, atimti, dauginti, dalinti skaičius, ištraukti kvadratines šaknis – naudojant dvejetainę
skaičiavimo sistemą. Tai buvo tobulesnis įrenginys, su varamąja dalimi ir rankena, kurios pagalba operatorius suko ratą.



Deja šio įrenginio likimas buvo liūdnas: jei juo kas ir naudojosi, tai tik Leibnico artimieji ir draugai, kadangi panašių mechanizmų masinės paklausos laikas dar nebuvo atėjęs. Ši mašina buvo aritmometro prototipas, kuriuo naudojosi nuo 1820 m. iki XX a. 60–ųjų metų. Be to, Leibnicas parašė traktatą “Expication de l`Arithmetique Binary” – apie dvejetainės skaičiavimo sistemos naudojimą skaičiavimo mašinose. Pirmieji jo dvejetinės aritmetikos darbai pasirodė 1679 m.

XVIII amžius

1727 m. Džakobas Leopoldas (Jacob Leupold) sukūrė skaičiavimo mašiną, panaudodamas Leibnico mašinos principą.



XVIII a. antroje pusėje (ne vėliau 1770 m.) Nesvižo mieste buvo sukurta skaičiavimo mašina. Užrašas, esantis ant šios mašinos, skamba taip: “Mašina sukurta žydo Jevno Jakobsono, laikrodžių meistro ir mechaniko Nesvižo mieste Lietuvoje, Minsko vaivadijoje.” Dabar ši mašina yra mokslinių įrenginių kolekcijoje M.V. Lomonosovo muziejuje Sankt-Peterburge.

1774 m. kaimo pastorius Filipas Mateosas Chanas sukonstravo pirmąją veikiančią skaičiavimo mašiną. Be to, jis sugebėjo net parduoti keletą skaičiavimo mašinų.

1794 m. Prancūzijoje pasirodė pirmasis patikimas stambaus mąsto pranešimų perdavimo tinklas su standartizuota kodavimo sistema. Tai buvo optinis telegrafas, kurį pastatė Klodas Šapas Prancūzijos vyriausybei.

XIX amžius

1804 m. prancūzų išradėjas Žozefas Mari Žakaras (Joseph – Marie Jacquard, 1752-1834) sugalvojo siūlo automatinės kontrolės būdą dirbant su audimo staklėmis. Tokiu būdu jis sukonstravo verpimo mašiną, kurios darbą buvo galima programuoti specialiųjų kortų pagalba.

Staklių darbas buvo programuotas perfokortų komplekto pagalba, iš kurių kiekvienas valdė vieną šaudyklės ėjimą. Pereinant prie naujo piešinio, operatorius tiesiog keitė vieną perfokortų komplektą į kitą. Audimo staklių sukūrimas – vienas iš svarbių išradimų, nulėmusių tolesnę skaičiavimo technikos raidą.

1820 m. Čarlzas Ksavjeras Tomas (1785 – 1870) sukūrė pirmą mechaninį kalkuliatorių, galintį atlikti ne tik sudėties ir daugybos, bet ir dalybos bei atimties veiksmus. Spartus mechaninių kalkuliatorių vystymasis turėjo įtakos naudingų funkcijų atradimui 1890 m.: tarpinių rezultatų įsiminimui su jų panaudojimu sekančiose operacijose, rezultato spausdinimui ir t.t.

Nebrangių ir patikimų mašinų sukūrimas leido panaudoti šias mašinas komerciniams tikslams ir moksliniams skaičiavimams.

1822 m. anglų matematikas Čarlzas Bebidžas (Charles Babbage, 1792 – 1871) iškėlė programomis valdomos skaičiavimo mašinos sukūrimo idėją. Pirmoji Bebidžo suprojektuota mašina, – Skirtuminė mašina, dirbo garo variklio pagalba. Ji skaičiuodavo logaritmų lenteles nuolatinės diferencijacijos būdu ir įrašinėdavo rezultatus ant metalinės plokštės. Veikiantis modelis, sukūrtas 1822 m. Tai buvo šešių skaičių kalkuliatorius, kuris atlikdavo skaičiavimus ir spausdindavo skaičių lenteles.Tuo pat laiku su anglų mokslininku dirbo ledi Ada Lavleis (Ada Byron, Countess of Lovelace, 1815 – 1852). Ji sukūrė pirmąsias programas mašinai, iškėlė daug idėjų ir įvedė keletą sąvokų ir terminų, išlikusių iki mūsų dienų.

Bebidžo analitinę mašiną pagamino entuziastai iš Londono mokslų muziejaus. Ją sudaro keturi tūkstančiai geležinių, bronzinių ir plieninių detalių, o svoris – trys tonos. Tiesa, naudotis ja yra labai sunku – kiekvienam skaičiavimui atlikti reikia keletą šimtų (ir net tūkstančių) kartų sukti automato rankeną.

Skaičiai rašomi ant diskų, pastatytų vertikaliai nuo 0 iki 9. Variklis pradeda dirbti perfokortų turinčių instrukcijas pagalba.

1837 m. anglų išradėjai Viljamas Kukas (1806 – 1879) ir Čarlzas Vitstonas (1802 – 1875) sukūrė pirmąjį elektrinį telegrafą. Srovė laidais buvo siunčiama į imtuvą. Signalai priversdavo veikti imtuvo strėles, rodančias įvairias raides ir tokiu būdu buvo perduodamas pranešimas.1840 m. gegužės mėn. Tomas Fouleras pristatė savo kūrinį karališkajame koledže Londone, paaiškinamajame laiške buvo parašyta: “ Mano sukurta mašina yra medžio, šešių pėdų ilgio, vienos pėdos gylio ir trijų pėdų aukščio. Jei ją būtų galima pagaminti iš metalo, ji būtų nedidesnė už kompaktinę rašomąją mašiną”. Jei palyginti Foulerio mašinos “architektūrą” su kitomis, tai pagal savo idėją medinė mašina žymiai pralenkė ne tik mechaninius analogus, bet ir pirmą elektroninę mašiną ENIAC. Kompiuteris ENIAC buvo elektroninė “Paskalinos” versija, kuri buvo sukurta 300 metų anksčiau.

1843 m. amerikiečių dailininkas Samuelis Morze (1791 – 1872) išrado naują telegrafo kodą, pakeitusį Kuko ir Vitstono kodą. Kiekvienai raidei jis sukūrė ženklus iš taškų ir brūkšnelių. Morze parengė savo kodo demonstravimą, nutiesęs 6 km telegrafo laidą nuo Baltimorės iki Vašingtono, perduodamas juo naujienas apie prezidento rinkimus.

Vėliau (1858 m.) Čarlzas Vitstonas sukūrė sistemą, kurioje operatorius Morzės kodo pagalba rinko pranešimus ilgoje popierinėje

juostoje, einančioje į telegrafo aparatą. Kitame laido gale savirašis rinko pranešimą ant kitos popierinės juostos. Telegrafistų darbo našumas padidėja 10 kartų – dabar pranešimai siunčiami šimto žodžių į minutę greičiu.

1846 m. atsirado Kumerio skaičiuotuvas, kurio serijinė gamyba truko daugiau nei 100 metų – iki 70–ųjų XX a. metų. Dabar skaičiuotuvai tapo neatskiriama šiuolaikinio gyvenimo dalimi. Kumerio skaičiuotuvas panašus į stačiakampę lentą su figūrinėmis lentelėmis. Sudėtis ir atimtis buvo vykdoma paprasčiausiu šių lentelių stumdymu. Įdomu, kad šis prietaisas, pristatytas 1846 m. Peterburgo mokslų akademijoje, buvo orientuotas piniginiams skaičiavimams.

1847 m. anglų matematikas Džordžas Bulis (George Boole, 1815 – 1864) sukūrė naują matematikos skyrių, pavadintą Bulio algebra. Kiekvienas dydis joje gali turėti tik vieną iš dvejų reikšmių: tiesą arba melą, 1 arba 0. Ši algebra buvo labai vertinga šiuolaikinių kompiuterių kūrėjams, nes kompiuteris supranta tik du simbolius: 0 ir 1.

1855 m. broliai Džordžas ir Edvardas Šutcai (George and Edvard Scheutz) iš Stokholmo sukūrė pirmą mechaninį kompiuterį, panaudoję Bebidžo darbus.

1867 m. amerikiečių leidėjas ir politikas Kristoferis Šoulzas (1819 – 1890) kartu su savo draugu Karlu Glidenu išrado knygų puslapių numeravimo aparatą. Šis paprastas prietaisas tapo rašomosios mašinėlės prototipu. Šoulzas užpatentavo savo įrenginį 1867 m. Po šešių metų viena solidi ginklų firma pradėjo gaminti Šoulzo ir Glideno rašomąją mašinėlę. Vėliau (1951 m.) ši firma pradėjo serijinę kompiuterio UNIVAC gamybą. Šoulzas sukūrė apie 30 mašinėlių ir klaviatūrą analogišką dabartinei (su QWERTY išdėstymu).

1876 m. Aleksandras Grechemas Belas (1847 – 1922), škotas iš Bostono (Masačusetso valstija, JAV) kartu su Tomu Vitsonu (1854 – 1934) sukonstravo įrenginį, susidedantį iš siųstuvo (mikrofono) ir imtuvo (dinamiko). Mikrofonas vertė balso garsus į kintamąją srovę. Srovė laidais patekdavo į kito aparato dinamiką, kur signalai vėl buvo paverčiami į balso garsus. Taip atsirado telefonas. Per keletą dešimtį metų šis ryšio būdas tapo labai populiarus, kaip ir paštas bei telegrafas.

1880 m. švedas Vilgotas Odneris, gyvenęs Peterburge, dirbo ekspedicijos, leidžiančios valstybės vertybinius popierius, meistru. Visus savo užpatentuotus išradimus jis padarė Rusijoje: mechaninį piniginių ženklų numeravimo būdą, papirosų gamybos mašinėlę, mechaninę dėžę slaptam balsavimui ir t.t. Bet svarbiausiu Odnerio pasiekimu tapo aritmometras.

Reikia pripažinti, kad iki Odnerio buvo K.Tomo sistemos aritmometrai. Tačiau jie buvo dideli bei nepatogūs dirbti. Odnerio aritmometras pradėtas kurti 1874 m., o 1890 m. pradėta masinė gamyba.

Modifikacija „Feliks“ aritmometrų gamyba tęsėsi iki

50-ųjų metų. Pagrindinė Odnerio“kūdikio“ savybė – dantyti ratai su kintamu dantų skaičiumi (šis ratas vėliau pavadintas Odnerio vardu) vietoje laiptukinių Leibnico velenų. Konstrukciškai jis paprastesnis ir mažesnis. Vilgotas Odneris mirė 1906 metais. Jo aritmometrų gamybos įmonė atiteko paveldėtojams ir gyvavo iki 1917 metų. Pirmame XX amžiaus ketvirtyje Odnerio skaičiavimo aparatai skirtingais pavadinimais buvo gaminami visame pasaulyje. Mechaniniai aritmometrai „gyveno“ daugiau nei 100 metų. Ir tik 1900 metų pabaigoje jų gamyba buvo nutraukta. 1884 m. amerikiečių inžinerius Hermanas Holeritas (Herman Hollerith, 1860-1929) užpatentavo mašiną visuomenės surašymui. Išradimą sudarė perfokorta ir rūšiavimo mašina. Holerito perfokorta buvo tiek pavykusi, kad be didesnių pakeitimų egzistavo iki mūsų dienų.

Idėja duomenis užrašyti į perfokortą, paskui juos nuskaityti ir apdoroti automatiškai priklausė Džonui Bilingsui. Tabuliatorius priimdavo dolerio dydžio popierines korteles. Kortelėje buvo 240 pozicijų (12 eilių po 20 pozicijų). Ten, kur adata pataikydavo į skylutę ir užtrumpindavo elektrinį kontaktą, ko rezultate vienetu padidėdavo atitinkamo skaitliuko reikšmė.

Holerito 80-ties kolonėlių perfokorta kaip informacijos nešėjas be ypatingų pakeitimų buvo naudojama trejų kartų kompjuteriuose.

1885 m. amerikietis Viljamsas Berouzas (Burroughs) pasiūlė klavišinį skaičių įvedimą (vietoj lėto rankinio) skaičiavimo mašinose. 1886 m. sausyje V.Berouzas, fabrikantas T.Metkalfas, verslininkai R.M.Skragsas ir H. Pai įkūrė amerikietiškąją aritmometrų kompaniją – vieną iš pirmųjų pasaulyje firmų , užsiimančių skaičiavimo mašinų gamyba.

XX amžius

1901 m. gruodžio 12 d. Markoniui pavyko perduoti transatlantinį radio signalą. Taškų ir brūkšnelių seka, perduota iš Kornuolo pakrantės, buvo priimta paties Markonio, esančio už 2700 km. Njufaundlendo salos krante.

1904 m. žymus rusų matematikas, laivų statytojas, akademikas A.N.Krylovas pasiūlė mašinos, skirtos paprastų diferencinių lygčių integravimui, konstrukciją. Ji buvo pagaminta 1912 metais.

1918 m. rusų mokslininkas M.A.Bonč-Brujevič ir anglų mokslininkai V.Iklzas ir F.Džordanas (1919 m.) nepriklausomai vieni nuo kitų sukūrė elektroninė relę, anglų pavadintą trigeriu, suvaidinusią svarbų vaidmenį kompiuterinės technikos
norvegų inžinierius F.Rozingas Biulis patobulino Holerito įrenginį ir parengė naujo įrenginio, atliekančio skaičiavimus žymiai mažesniu operacijų skaičiumi, principus. Jis aprūpino daugelio operacijų vykdymą Holerito mašinoje vienu žingsniu dėka to, kad kolonėlės parinkimo ir sumavimo pagal ją kriterijai buvo užduodami iš anksto (programuojami!). Po dvejų metų Biulio mašina tapo programuojamu tabuliatoriumi, ilgai egzestavusiu daugelio pasaulio šalių statistinėse tarnybose. F.Biulis, būdamas Storeband draudimo kompanijos tarnautoju, buvo priverstas atlikti daugybę skaičiavimų pagal perfokortose saugomus duomenis. Tuometiniai jo padėjėjai – skaičiavimus atliekančios rūšiavimo mašinos, dirbo primityviai, atrinkdamos perfokortas pagal atskirą rūšį ir tik po to pereidamos prie kitos. Beje, grįžimas į pradinę padėtį naujo skaičiavimo vykdymui reikalavo visos perfokortų kaladės rūšiavimo.

1930 m. Veniveris Bušas (Vannevar Bush) sukonstravo diferencinį analizatorių. Iš esmės tai buvo pirmasis sėkmingas bandymas sukurti kompiuterį, galintį atlikti didžiulius mokslinius skaičiavimus. Bušo vaidmuo kompiuterinių technologijų istorijoje labai didelis, bet dažniausiai jo vardas siejamas su pranašingu straipsniu „As We May Think“ (1945), kuriame jis aprašo hiperteksto koncepciją. 1936 m. amerikiečiai matematikas A.Tjuringas ir matematikas-logikas E.Postas nepriklausomai vienas nuo kito iškėlė ir pagrindė abstrakčios skaičiavimo mašinos koncepciją. „Tjuringo mašina“- hipotetinis universalus diskretinės informacijos keitiklis, teorinė skaičiavimo sistema. Tjuringas ir Postas parodė principinę bet kokios algoritmuojamos problemos sprendimo automatais galimybę.

Konradas Cuzė (Konrad Zuse) sukūrė skaičiavimo mašiną Z1 turinčią klaviatūrą uždavinio sąlygų įvedimui. Skaičiavimo rezultatas išsišviesdavo daugybės mažų lempučių panelėje. Bendras mašinos užimamas plotas sudarė 4 kv.m. K.Cuzė užpatentavo automatinį skaičiavimo būdą. Kitam modeliui Z2 K.Cuzė sugalvojo labai išradingą ir pigų įvedimo įrenginį: ėmė koduoti mašinai istrukcijas, perfuodamas naudotą 35 mm fotojuostelę.

1937 m. bulgarų kilmės amerikiečių fizikas Dž.Atanasovas (John Atanasoff) formuoja automatinės skaitmeninės lempinių schemų skaičiavimo mašinos principus linijinių lygčių sistemų spendimui. 1939 m. kartu su savo aspirantu Klifordu Beriu (Clifford Berry) sukūrė veikiantį stalinį ESM modelį.

1938 metais Bell Laboratories telefonų kompanijoje sukurtas pirmas dvejetainis sumatorius – vienas iš pagrindinių bet kurio kompiuterio komponentų. Idėjos autorius Džordžas Stibicas (George Stibits) eksperimentavęs su Bulio algebra ir įvairiomis detalėmis – senomis relė, elementais, lemputėmis ir

Dvejetainis sumatorius laidais.

1940 m. atsirado mašina, su kompleksiniais skaičiais galinti atlikti keturis aritmetikos veiksmus.

IBM firmos inžinerius B.Felpsas 1941 m. pradėjo kurti dešimtainius elektroninius skaitiklius tabuliatoriams, o 1942 m. sukūrė eksperimentinį elektroninio daugybos įrenginio modelį.

K.Cuzė pagamino pirmąjį pasaulyje veikiantį relinį dvejetainį kompiuterį Z3 su programiniu valdymu. 1942 m. amerikiečių fizikas Džonas Moučlis (John Mauchly, 1907-1980) detaliai susipažinęs su Atanasovo projektu, pateikė savo skaičiavimo mašinos projektą. Projekte ESM ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator – elektroninis skaitmeninis integratorius ir kalkuliatorius) dirbo 200 žmonių, vadovaujamų Dž.Moučlio ir Dž.Ekerto (John Presper Eckert).

ESM buvo pagaminta 1945 m. pavasarį, o 1946 m. vasaryje išslaptinta. ENIAC, turinti 178468 skirtingų tipų lempas, 7200 kristalinių diodų, 4100 magnetinių elementų, užimanti 300 kv.m. plotą, relines skaičiavimo mašinas greiteigiškumu lenkė 1000 kartų. Kompiuteris gyvavo 9 metus ir paskutinį kartą buvo

ENIAC įjungtas 1955 m.

Tuo pat metu ir taip pat slaptai, ESM buvo kuriamos ir Didžiojoje Britanijoje. Slaptumas buvo būtinas, nes buvo projektuojami kodų dešifravimo įrenginiai, kuriais II pasaulinio karo metu naudojosi Vokietijos ginkluotosios pajėgos. Matematinį dešifravimo metodą parengė matematikų grupė, kurioje dalyvavo A.Tjuringas.

Per 1943 metus Londone buvo pagaminta Collosus-1500 elektroninių lempų mašina. Jos sukūrėjai – M.Njumenas ir T.F.Flaujersas. Nors ENIAC ir Collosus buvo lempinės mašinos, iš esmės kopijavo elektromechanines mašinas: naujas turinys (elektronika) buvo įspraustas į seną formą (iki – Collosus

elektroninių mašinų struktūrą).

1937 m. Harvardo matematikas Hovardas Eikenas pasiūlė didelės skaičiavimo mašinos sukūrimo projektą. Darbą finansavo IBM kompanijos prezidentas T.Vatsonas, investavęs į projektą 500

Mark-1 tūkst. dolerių.

Mark-1 projektavimas buvo pradėtas 1939 metais, o gamino šį kompiuterį Niujorko įmonė IBM. Kompiuterį sudarė apie 750 tūkst. detalių, 3304 relė ir daugiau nei 800 km. Laidų. 1944 m. mašina buvo oficialiai perduota Harvardo universitetui. 1944 metais Džonas Ekertas pirmą kartą
iškėlė kompiuterio atmintyje saugomos programos koncepciją.

H.Eikenas, disponuojantis intelektiniais Harvardo resursais ir veikiančia Mark-1 mašina, gavo keletą kariškių užsakymų. Sekantį modelį – mašiną Mark-2 – užsakė JAV Karinio jūrų laivyno valdyba. Projektavimo darbai pradėti 1945 metais, o derinimas baigtas 1947 metais. Mark-2 buvo pirmoji daugiafunkcinė mašina – keli ratlankiai leido iš vienos kompiuterio dalies į kitą perduoti keletą skaičių.

1945 m.Veniveris Bušas (Vannevar Bush, 1890-1974) pirmą kartą išdėstė hiperteksto sukūrimo idėją žurnalo „The Atlantic monthly“straipsnyje „Kol mes mąstome“.

1945 m. vadovaujant Džonui Moučliui ir Džonui Ekertui buvo parengtas pirmo EDVAC kompiuterio projektas su saugojama programa. 1946 m. Džonas fon Neimanas pasiūlė keletą naujų ESM organizavimo idėjų ENIAC konstrukcijos kritinės analizės pagrindu, tame tarpe ir saugojamos programos

Džonas fon Neimanas

koncepciją, t.y. programos saugojimo atminties įrenginyje idėją. Fon Neimano idėjų realizacijos rezultate buvo sukurta ESM architektūrą.

1946 m. garsus amerikiečių mokslininkas – statistikas Džonas Tjukis (penkių JAV prezidentų patarėjas) pasiūlė BIT pavadinimą (BIT – BInary digiT sutrumpinimas). Tjukis parinko bitą vienos dvejetainės kategorijos, galinčios priimti 0 arba 1, apibrėžimui.

1947 m. Norbertas Vineris įveda “kibernetikos” terminą.

Gruodžio 23 d. Džonas Bardinas ir Volteris Bremenas (Bell Telephone laboratories darbotuojai) pirmą kartą pademonstravo savo išradimą, pavadintą tranzistoriumi. Po 10 metų šis prietaisas atvėrė naujas galimybes.

1948 m. Sergej Lebedev (1890 – 1974) ir B. Ramejev pasiūlė pirmą tėvyninės elektroninės skaičiavimo mašinos projektą. Vadovaujant Lebedevui ir Gluškovui buvo sukurtos tėvynines ESM: iš pradžių MESM – maža elektroninė skaičiavimo mašina (1951 m., Kijevas), po to – greitai veikianti elektroninė skaičia –

vimo mašina (1952 m., Maskva).

1948 m. pradėjo veikti pirmas pasaulyje kompiuteris “Mančesterio Markas – 1” su saugojama programa, sukurtas anglų mokslininkų Tomo Kilburno (Tom Kilburn) ir Fredžio Viljamso (Freddie Williams) iš Mančesterio universiteto.

Tomas Kilburnas

1949 m. pradėta eksploatuoti anglų mašina su saugojama programa – EDSAC (Electronic Delay Storage

Automatic Computer). Jį sukonstravo Morisas Vilksas (Maurice Wilkes) iš Kembridžo universiteto. ESM EDSAC turėjo 3000 elektroninių lempų ir buvo šešis kartus produktyvesnė už ankstesnes. Morisas Vilksas įvedė mašinų komandoms mnemoninių apibrėžimų sistemą, pavadinta asemblerio kalba. Morisas Vilksas

Pirmoji karta

Elektroninės vakuuminės lempos atsiradimas leido mokslininkams įgyvendinti skaičiavimo mašinos sukūrimo idėją. Ji pasirodė 1946 m. JAV užduočių sprendimams ir buvo pavadinta ENIAC (ENIAC – Electronic Numerical Integrator and Calculiator). Tai buvo ESM vystymosi pradžia.

Būdingi pirmos kartos ESM bruožaiElementinė bazė: elektroninės – vakuuminės lempos, rezistoriai, kondensatoriai.

Elementų sujungimas –pakabinamas laidų montažas.

Gabaritai: ESM yra didžiulių spintų pavidalo ir užima specialią mašinų salę.

Darbo greitis: 10 – 20 tūkst. operacijų per sekundę.

Eksploatacija per sudėtinga dėl dažno gedimo. Egzistuoja ESM perkaitimo grėsmė.

Programavimas: daug darbo mašinų koduose reikalaujantis procesas. Taip pat būtina žinoti visas mašinos komandas ir įvairias ESM struktūras.

Antroji karta

Antroji karta prasidėjo 50–ųjų metų pabaigoje ir truko iki 60–ųjų metų pabaigos. Buvo atrastas tranzistorius, kuris pakeitė elektronines lempas. Tai leido pakeisti ESM elementinę bazę.

Būdingi antros kartos ESM bruožaiElementinė bazė: puslaidininkiniai elementai. Jie montuojami spausdintu montažu.

Gabaritai: ESM reikalinga specialiai parengta mašinų salė.

Darbo greitis: šimtai tūkstančių operacijų per sekundę.

Eksploatacija: tapo paprastesne. Atsirado skaičiavimo centrai, kur dirbo daug aptarnaujančio personalo.

Programavimas: žymiai pasikeitė, nes daugiausiai buvo naudojamos algoritminės kalbos. Programuotojai jau nebedirbdavo salėje, o atiduodavo savo programas perfokortose arba magnetinėse juostose specialiai apmokytiems operatoriams.

Trečioji karta

Šis periodas truko nuo 60–ųjų metų pabaigos iki 70–ųjų metų pabaigos. Integralinių schemų atsiradimas pradėjo naujį etapą skaičiavimo technikos raidoje.

Pirma integralinių schemų ESM IBM – 360 buvo sukurta firmoje IBM.

Būdingi trečios kartos ESM bruožai

Elementinė bazė: integralinės schemos, įtaisytos ant spausdintos plokštės specialiuose lizduose.

Gabaritai: tokiai ESM taip pat reikalinga mašinų salė.

Darbo greitis: Atlieka milijonus operacijų per sekundę.

Eksploatacija: daug operatyviau atliekamas standartinių gedimų remontas, bet dėl per sudėtingos sisteminės organizacijos reikalingi aukštai kvalifikuoti specialistai. Sisteminio programuotojo vaidmuo tampa labai svarbus. Atsirado displėjai.

Programavimas: daugelyje skaičiavimo centrų atsirado displėjų salės, kur kiekvienas programuotojas tam tikru laiku galėjo
prisijungti prie ESM laiko pasidalijimo režime. Kaip ir anksčiau, užduočių paketinio apdorojimo režimas išlieka pagrindiniu.

Ketvirtoji karta

Šis laikotarpis buvo pats ilgiausiais – nuo 70–ųjų metų pabaigos iki mūsų dienų. Naujos integralinių schemų sukūrimo technologijos leido sukonstruoti ketvirtos kartos ESM didelių integralinių schemų pagrindu, kurių integracijos laipsnis turi dešimtis ir šimtus tūkstančių elementų viename kristale.

Būdingi ketvirtos kartos ESM bruožai

Elementinė bazė: mikroprocesoriai

Pirmą mikroprocesorių sukūrė Intel firma 1971 m. Viename kristale pavyko suformuoti minimalų (pagal aparatūros sudėtį) procesorių, turintį 2250 tranzistorių.

Gabaritai: personaliniai kompiuteriai telpa ant vartotojo stalo.

Darbo greitis: Atlieka dešimtis – šimtus milijonų operacijų per sekundę.

Eksploatacija: programinio aprūpinimo suderinimas iš apačios į viršų ir atviros architektūros principas, numatantis turimų aparatinių priemonių papildimo galimybę nekeičiant senų priemonių arba jų modifikacijos galimybę nekeičiant viso kompiuterio.

Programavimas: atsirado objektų orientavimo programavimo kalbos.

IŠVADA

Šimtą metų įrenginys, kuris buvo kuriamas skaičiavimo operacijų palengvinimui, pagal veikimo principą buvo toks pat paprastas kaip skaitytuvai. Tačiau, 17 a. pradžioje, kai matematika tapo vos ne pagrindiniu mokslu, fizikos ir astronomijos srities specialistai susidūrė su sudėtingų ir didelių skaičiavimų būtinybe. Tobulesnių skaičiavimo įrenginių poreikis buvo vis daugiau akivaizdus. Buvo reikalingos tokios mašinos, kurios galėtų per trumpą laiką ir tiksliai vykdyti labai daug skaičiavimų. Kitaip tariant, tai turėjo būti mašinos, atliekančios skaičiavimo procesą pakankamai paprastai ir taupančios laiką.

Truputį daugiau nei 50 metų praėjo nuo tų laikų, kai atsirado pirmoji elektroninė skaičiavimo mašina. Per šį trumpą visuomenės vystymosi laikotarpį pasikeitė keletas skaičiavimo mašinų kartų, o pirmosios ESM šiandien tapo muziejine retenybe. Pati skaičiavimo technikos vystymosi istorija ne mažiau įdomi ir parodo tamprų ryšį tarp matematikos, fizikos (pirmiausia su kieto kūno ir puslaidininkių fizika, elektronika) ir šiuolaikinių technologijų, kurių išsivystymo lygis lemia skaičiavimo technikos gamybos progresą.

Elektroninės skaičiavimo mašinos skirstomos į kartas. Pirmiausiai kompiuterinei technikai yra būdinga kartų kaitos greitis – per trumpą kompiuterinės technikos vystymosi laikotarpį jau pasikeitė keturios kartos, ir dabar mes dirbame penktos kartos kompiuteriais.

Naudotų informacijos šaltinių sąrašas

1. Žurnalas “ Computerworld”, 2001m.-2002m.

2. Žurnalas “Podvodnaja lodka”, 1998m.-1999m.

3. Mokslas ir visata. Vert. iš anglų k., 1989m.

4. Įvadas į kompiuterių pasaulį. D.Rutkauskienė, Kauna