Kompiuterio raida
5 (100%) 1 vote

Kompiuterio raida

Kompiuterių raidaPirmuosius mechaninius skaičiavimo įrenginius dar antikos laikais naudojo

matematikai, inžinieriai bei prekeiviai. Kinijoje ir Japonijoje prieš

keletą tūkstančių metų iki Kristaus gimimo jau buvo naudojami

skaičiuotuvai, padaryti iš karoliukų, pritvirtintų prie specialaus rėmo

(karoliukai vadinosi kalkulėmis, iš čia ir kilo terminai “kalkuliuoti” ir

“kalkuliatorius”. Ant siūlo suvertų kalkulių pozicija atitiko tam tikrą

skaičių.

Vieną iš tobulesnių mechaninių kalkuliatorių 1642 metais sukūrė prancūzų

mokslininkas Blezas Paskalis. Šį įrenginį, pavadintą “Paskalina”,sudarė

ratukai, ant kurių buvo užrašyti skaičiai nuo 0 iki 9. Apsisukęs vieną

kartą, ratukas užkabindavo gretimą ratuką ir pasukdavo jį per vieną

skaičių.

Pagrindinė “Paskalinos” yda – labai sudėtingas įvairių operacijų, išskyrus

sudėtį, atlikimas. Pirmąją mašiną, kuria lengvai atliekami visi keturi

veiksmai , 1673 metais sukūrė vokietis Gotfrydas Vilhelmas Leibnicas.

Anglų matematikas Čarlzas Babidžas, sugalvojęs dvi reikšmingiausias

mechanines skaičiavimo mašinas, dažnai vadinamas šiuolaikinės technikos

“tėvu”. Pirmąją mašiną, skirtą matematiniu lentelių sudarymui ir tikrinimui

(skaičiuojant skaičių skirtumą), Č. Babidžas sukūrė 1822 metais. Ji

vadinosi skirtuminė mašina. 1833 m. jis nutarė sukurti universalią

skaičiavimo mašiną ir pavadino ją “analizine mašina”. Tačiau realizuoti

analizinę mašiną buvo labai problematiška – galiausiai ji būtų buvusi ne

mažesnė už garvežį. Todėl ši mašina nebuvo sukurta. Č. Babidžas nepateikė

nė vieno išsamaus jos aprašymo. Tačiau aprašymas buvo išsuogotas jo

bendradarbės, grafienės, Augustos Ados Bairon-Lavleis dėka. Grafienė Ada

Lavleis vadinama pirmąja programuotoja. Jos garbei viena iš programavimo

kalbų pavadinta Ada.

Č. Babidžo nuopelnas yra tas, kad analizinėje mašinoje jis pritaikė

komponentus, kurie yra svarbiausi ir šiuolaikiniame kompiuteryje. Jis

pirmasis suprato, kad skaičiavimo mašiną turi sudaryti penki pagrindiniai

komponentai:1. Įvesties įrenginys,

2. Atmintis,

3. Aritmetinis įrenginys,

4. Valdymo įrenginys,

5. Išvesties įrenginys.Amerikietis Hermanas Holeritas 1890 metais laimėjo efektyvaus gyventojų

surašymo duomenų apdovanojimo konkursą. Jis taip pat naudojo perfokoltas.

H. Holerito tabuliatorius tapo pirmąja skaičiavimo mašina, veikiančia ne

mechaniniu procesų pagrindu. Ji pasirodė esanti labai efektivi, ir tai

leido įsteigti firmą, gaminančią tokius tabuliatorius. Nuo 1924 metų iki

dabar ji vadinasi IBM (International Business Machines) ir yra viena

stambiausių kompiuterius gaminančių firmų.

Vokiečių inžinierius Konradas Cūzė paekperimentavęs su dešimtaine

skaičiavimo sistema, vis dėlto pasirinko dvejetainę. Nors ir nesusipažino

su anglų matematiko Džordžo Būlio logika, leidžiančia atlikti elementarius

veiksmus su dvejetainiais skaičiais, K. Cūzė 1936 metais sukūrė skaičiavimo

mašiną Z – 1, kurioje buvo pritaikyti Dž. Būlio algebros principai.

Vėlesniame modelyje Z – 2 vietoje mechaniniu jungiklių jungiklių jis

panaudojo elektromechanines reles, o informacijai įvesti pritaikė

perforuotą 35 mm pločio fotojuostą (vėliau ją pakeitė popierine).

1941 metų pabaigoje, JAV įstojus į karą, IBM firmos prezidentas pasiūlė

Amerikos prezidentui savo paslaugas ir 1944 metais firma pagamino gana

galingą kompiuterį “Mark – 1”, turintį apie 750 tūkstančių dalelių, tarp jų

3304 elektromechanines reles.

1943 metų pabaigoje Anglijoje ėmė veikti didelė skaičiavimo mašina

“Colossus – 1”, skirta vokiečių šifrogramoms dešifruoti.

Berlyne K. Cūzė sukonstravo Z – 3 ir pradėjo projektuoti Z – 4, kurioje

vietoj elektromechaninių relių turėjo būti panaudotos vakuuminės

elektroninės lempos. Tai būtų leidę gerokai padidinti mašinos greitį.

Tačiau A. Hitleris nepalaikė šio projekto, tikėdamasis labai greitai

nugalėti.

Nors pirmosios elektroninės skaičiavimo mašinos projektą sukūrė JAV

mokslininkas Džonas Atanosovas dar 1939 metais, tačiau tik 1945 metų

pabaigoje JAV buvo sukurta galinga, grynai elektroninė mašina ENIAC

(Electronic Numerical Integrator, Analyser and Calculator), kurioje

sumontuotos 17468 elektroninės lempos.

1947 metais Kembridže Morisas Vilksas sukonstravo mašiną EDSAC

(Electronic Delay Storge Automatic Calculator). Skirtingai negu kitos, ji

rėmėsi nauja programavimo aprūpinimo strategija, taigi naudojo

standartines, dažnai skaičiavimams taikomas programas ir įrangą programų

klaidoms aptikti.[1,2]

Kompiuterių kartos

Pirmoji karta. Vakuuminės lempos. ENIAC kompiuteris

Kompiuteris ENIAC – elektronis skaitmeninis integratorius ir

skaičiuotuvas {Electronics Numerical Integrator And Computer} buvo sukurtas

vadovaujant Džonui Makliui (John Mauchly) ir Džonui Ekertui (John Presper

Eckert) Pensilvanijos universitete (JAV) ir yra pirmasis
pasaulyje

bendrosios paskirties elektroninis skaitmeninis kompiuteris.

     Šis projektas – atsakas į JAV poreikius antrojo pasaulinio karo metu.

JAV karinių pajėgų Balistikos tyrimų laboratorijai (BTL), atsakingai už

trajektorijų lentelių naujiesiems ginklams rengimą, buvo labai sunku

tiksliai ir per trumpą laiką jas parengti. Be jų naujieji ginklai

kariškiams buvo beverčiai. BTL samdydavo daugiau kaip 200 žmonių,

daugiausia moterų, šie staliniais mechaniniais kalkuliatoriais spręsdavo

įvairias balistikos lygtis. Tam tikro ginklo lentelei parengti vienas

žmogus dirbdavo daug valandų ir net dienų.

     Pensilvanijos universiteto elektrotechnikos profesorius Dž. Maklis ir

vienas iš jo doktorantų Dž. Ekertas pasiūlė BTL tikslams iš elektroninių

lempų sukurti bendrosios paskirties kompiuterį. 1943 m. šis pasiūlymas JAV

kariuomenės buvo priimtas, ir prasidėjo ENIAC kūrimo darbai. Sukurtoji

mašina priminė monstrą – svėrė 30 tonų, užėmė 1600 m2 patalpos, joje buvo

per 18 000 vakuuminių elektroninių lempų. Ji išeikvodavo apie 140 KW

elektros galios, tačiau veikė žymiai sparčiau už bet kurį elektromechaninį

kompiuterį – galėjo atlikti 5000 sudėties operacijų per sekundę.

     ENIAC – dešimtainė, o ne dvejetainė mašina. Skaičiai joje buvo

pateikiami dešimtaine forma ir taikoma dešimtainė aritmetika. Jos atmintį

sudarė 20 vadinamųjų kaupiklių {accumulator}, kiekvienas jų galėjo saugoti

iki 10 dešimtainių skaičių. Kiekvienam skaičiui atvaizduoti naudotas žiedas

iš 10 vakuuminių lempų. Tam tikru momentu tik viena iš lempų būdavo įjungta

ir būdavo atvaizduojamas vienas iš 10 skaitmenų. Pagrindinis trūkumas tai,

kad ENIAC kompiuterį programuodavo rankiniu būdu jungdami arba išjungdami

jungiklius ir  perjungdami kontaktus laidžiais trumpikliais.

     ENIAC pagamintas 1946-aisiais metais – per vėlai, kad būtų panaudotas

kare. Tad pirmasis jo uždavinys – sudėtingų skaičiavimų serija, kuri padėjo

nustatyti principinę vandenilinės bombos pagaminimo galimybę. ENIAC

kompiuterio taikymas kitiems, nei buvo numatyta, tikslams įrodė jo

bendrosios paskirties pobūdį. 1946-ieji – tai įžengimas į naują –

elektroninių kompiuterių erą. ENIAC, veikęs BTL iki 1955-ųjų, buvo

išmontuotas.1.3.2. Noimano (skaičiavimo) mašina

     Programų įvedimas arba jų modifikavimas ENIAC kompiuteryje buvo

nuobodus ir varginantis procesas. Programavimą galima buvo palengvinti tik

pačią programą pateikiant patogiu atmintyje kartu su duomenimis saugoti

pavidalu, instrukcijas kompiuteriui teikiant juo pačiu – jam skaitant iš

atminties, o programas įvedant arba keičiant atminties fragmentuose

nustatant tam tikras reikšmes.

     Ši idėja, žinoma kaip  įsimenamos programos koncepcija {stored-program

concept}, dažniausiai siejama su ENIAC kompiuterio kūrėjais, ypač su

matematiku Džonu von Noimanu (John von Neumann), ENIAC projekto

konsultantu. Ją maždaug  tuo pačiu laiku plėtojo ir Tiūringas (Turing).

Žinią apie šios idėjos pritaikymą (Electronic Discrete Variable Computer –

EDVAC kompiuteryje) pirmą kartą viešai paskelbė Noimanas 1945 m.

     1946 m. Noimanas kartu su savo kolegomis Prinstono pažangiųjų studijų

institute (Princeton Institute for Advanced Studies) ėmėsi kurti  naują

kompiuterį IAS pavadinimu. Šis kompiuteris buvo  baigtas tik 1952 m. ir yra

visų vėlesnių bendrosios paskirties kompiuterių prototipas.

1.7 pav. pateikta IAS kompiuterio apibendrinta struktūra. Pagrindinės

komponentės:

•   Pagrindinė atmintis, sauganti ir duomenis, ir instrukcijas;

•   Aritmetinis ir loginis įrenginys (ALĮ), galintis operuoti dvejetainiais

skaičiais.

•   Valdymo įrenginys, interpretuojantis atmintyje esančias instrukcijas ir

kontroliuojantis jų vykdymą.

•   Įvesties ir išvesties (Į/I) įrenginys, kurio veikimą taip pat

kontroliuoja valdymo įrenginys.

     Ši struktūra Noimano pasiūlyta anksčiau ir jos apibūdinimą čia verta

pacituoti [1]:

     Pirma: Kadangi įrenginys (kompiuteris) visų pirmą yra skaičiuotuvas

{computer}, jis turi gebėti atlikti dažniausiai pasitaikančias elementarias

aritmetines operacijas, t. y. sudėties, atimties, daugybos ir dalybos: +,

–, ´, ¸. Todėl labai naudinga, kad jame būtų specializuoti šias operacijas

atliekantys organai.     Nepaisant to, kad kol kas šis principas tėra tik tuščias garsas,

specifiniam būdui, kuriuo jis bus įgyvendintas, reikia skirti daugiau

dėmesio… Bet kuriuo atveju centrinė aritmetinė {Central Arithmetic – CA}

dalis įrenginyje turėtų būti. Taigi deklaruotina jo (kompiuterio) pirmoji

specifinė dalis – CA.

     Antra: Įrenginio (kompiuterio) veikimo logiką, t. y. tikslų jo

operacijų nuoseklumą, efektyviausiai gali valdyti centrinis valdymo

organas. Jeigu įrenginio (kompiuterio) veikimas pasižymės lankstumu, t. y.

kompiuteris atitiks visas įmanomas paskirtis, tuomet reikės atskirti

specifiškas instrukcijas, numatytas specialioms užduotims spręsti, nuo

bendrųjų valdymo organų,
šias instrukcijas gauna ir vykdo

nesigilindami, kas jos iš esmės yra. Minėtos instrukcijos turi būti tam

tikru būdu įsimenamos, o valdymo organai yra įrenginio (kompiuterio) tam

tikros veikiančios dalys. Taigi centriniu valdymu {Central Control – CC}

vadinsime tik šias pastarąsias funkcijas atliekančius organus, ir jie

Šiuo metu Jūs matote 30% šio straipsnio.
Matomi 1483 žodžiai iš 4926 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.