Programines įrangos raida
5 (100%) 1 vote

Programines įrangos raida

Įžanga. Senovėje

Skaičiavimo metodų ir technikos raida prasidėjo prieš daugelį amžių. Mūsų amžininkui, nusimanančiam ir dirbančiam su kompiuteriais, gali būti keista, kad net paprasčiausias daiktų suskaičiavimas, nekalbant apie sunkesnę abstrakčią skaičiaus sąvoką, buvo sunkiai įkandamas pirmykščiam žmogui. Ilgainiui, kaupiantis aritmetinėms žinioms, ypač svarbiu mūsų protėviams tapo pats seniausias Žemėje skaičiavimo instrumentas – žmogaus pirštai. Skaičiavimas ant pirštų sudarė primityvaus matematikinio mokymo, aptikto pačiose seniausiose civilizacijose, pagrindą. Išlikę iki mūsų dienų senovės Egipto „Piramidžių tekstai“, kuriuose skaičiavimas ant pirštų turbūt yra paminėtas anksčiausiai, liudija, kad tuo laiku skaičiavimas ant pirštų buvo laikomas sunkia žinojimo dalimi, kuri turėjo magišką reikšmę, panašią į Dievo vardo žinojimą ir mokėjimą jį parašyti.

Daugkartiniai mažai išsivysčiusių genčių etnografiniai tyrinėjimai, pradėti jau didžiausių geografinių atradimų laikais, parodė, kad daugeliu atvejų pirmykštis žmogus žinojo skaičių pavadinimus tik iki dviejų, trijų, keturių, penkių arba šešių, kad skaičiuojant visos be išimties pirmykštės tautos naudojo kūno dalis – visų pirma rankų ir kojų pirštus.

Be to, skaičiuojant žmogui reikėjo kokiu nors būdu fiksuoti skaičiavimo rezultatus. Kadangi pačiuose ankstyviausiuose civilizacijos vystymosi etapuose rašto nebuvo, o vėliau medžiaga, ant kurios būtų galima rašyti skaičius, buvo brangi ir sunkiai pasiekiama, žmonės naudojo labiau prieinamą, šalia esančią medžiagą – akmenėlius, kriaukleles, vaisių kaulelius, pagaliukus, medines lenteles su įpjovomis, virves su mazgeliais ir t. t. Skaičiavimą ant pirštų pakeitė įvairūs instrumentai. Vienu iš seniausių žmogaus sukurtų skaičiavimo instrumentų yra abakas. Jis buvo naudojamas senovės Egipte, Babilone ir kitose Artimųjų Rytų šalyse, iš kurių pakliuvo į Graikiją, Romą, Kiniją ir kitas šalis. Akmenėlius, kuriais buvo skaičiuojama, senovės romėnai vadino lotynišku žodžiu calculus – akmenėlis. Vėliaus šis žodis pradėjo reikšti skaičiavimą ir viena arba kita forma prasiskverbė į kitų tautų kalbas. Plačiai abakas pasklido Kinijoje. Čia jis buvo vadinamas suan – pan – „skaičiavimo lenta“, ir Japonijoje – soroban. Rusijoje savotišku abako patobulinimu yra skaitytuvai. Abakas ir jo atmainos baigė ilgą skaičiavimo mašinų ikimechaninio vystymosi istoriją. 1623 m. vokiečių mokslininkas V. Šikardas (W. Schickard) sukonstravo pirmą paprasčiausią mechaninę skaičiavimo mašiną, galėjusią sudėti ir atimti skaičius. Gaila, bet nei pačios V. Šikardo mašinos, nei jos aprašymo neišliko. Pirmą išlikusią iki mūsų dienų mechaninę skaičiavimo mašiną ( ją galima pamatyti keliuose Europos muziejuose ) 1641 metais sukūrė prancūzų matematikas ir filosofas B.Paskalis ( B.Pascal, 1623 – 1662 ). Šia skaičiavimo mašina skaičius buvo galima tik sudėti ir atimti. Vėliau buvo sukurta daug įvairių sumavimo prietaisų. XVIII a. atsirado pirmieji aritmometrai – mechaninės skaičiavimo mašinos, kuriomis buvo galima atlikti keturis aritmetinius veiksmus. Dar neseniai aritmometrai buvo plačiai naudojami visose šalyse. Nemažą indėlį į mechaninių mašinų raidą įnešė mūsų šalies mokslininkai ir išradėjai E. Jakobsonas, H. Z. Slonimskis, E. Kumeris, V. Odneris, P. Čebyševas, V. Buniakovskis.

Pirmieji kompiuteriai

Universalios skaičiavimo mašinos sukūrimo idėja priklauso anglų mokslininkui Č. Babidžui ( Ch. Babbage, 1792 – 1871 ). Jis manė, kad skaičiavimo mašina turi turėti šias sąveikaujančias dalis: „malūną“, skirtą aritmetinėms opertacijoms su skaičiais atlikti, „sandėlį“ – skaičiams saugoti, įrenginį operacijų vykdymo tvarkai valdyti ir įvedimo bei išvedimo įrenginius. Jei naudosime šių dienų terminologiją, tai „malūnu“ bus aritmetinis loginis įtaisas, o „sandėliu“ – atminties įtaisas ( ypač svarbi reikšmė Babidžio sumanyme buvo teikiama mašinos valdymo mechanizmui, pagrįstam perfokortų naudojimu). Panašus mechanizmas iki tol buvo panaudotas XIX a. pradžioje prancūzų savamokslio išradėjo Ž. M. Žakardo ( J. M. Jacquard, 1752 – 1834) sukurtose audimo staklėse. Č. Babidžas mašiną kūrė 40 metų. Ji turėjo svarbiausias būsimų universalių skaičiavimo mašinų dalių užuomazgas. Sumanymo iki galo įgyvendinti Č. Babidžui nepavyko, nes tuo metu elektronikos nebuvo, o mechaninės dalys, iš kurių buvo padaryta mašina, negalėjo garantuoti reikalingo tikslumo.

Naujas skaičiavimo technikos vystymosi etapas – analitinių skaičiavimo mašinų atsiradimas. Informacija šioms mašinoms buvo pateikiama perfokortomis, kurių antrasis gimimas susijęs su amerikiečių išradėju H. Holeritu. Mūsų šalyje analitines skaičiavimo mašinas plačiau pradėjo naudoti nuo 20-jų metų pabaigos.

1944 m. JAV buvo sukonstruota elektromechaninė relinė skaičiavimo mašina „MARK-1“, kurioje maždaug po 100 metų buvo įgyvendinta universalios mašinos idėja. Svarbiausias šios mašinos elementas buvo elektromagnetinės relės, atliekančios operacijas su skaičiais. Komandos į mašiną buvo įvedamos iš perfojuostos. Skaičiavimo greitis, matuojant dabartiniais matais, buvo
mažas. Dviejų skaičių sudėtis truko 0,3 s, daugyba – 5,7s, o dalyba – 15,3 s.

Elektroninių skaičiavimo mašinų era prasidėjo 1945 m. kai JAV, vadovaujant mokslininkams D. Moučliui ir D. Ekertui, buvo sukurta pirmoji veikianti ESM ENIAC. Ji susidėjo iš 18000 elektroninių lempų, naudojo 150 KW elektros energijos, turėjo 20 ląstelių atmintį, kurioje buvo saugomi tik skaičiai. Sudėtis truko 0,0002s, daugyba – 2,8 ms. Programuojama buvo keičiant kištukų ir perjungiklių padėtį.

1949 m. Anglijoje buvo sukurta pirmoji ESM (elektroninė skaičiavimo mašina), kurios atmintyje buvo galima saugoti programą.

Veikimo sparta ji ne ką tesiskyrė nuo ENIAC, bet turėjo 512 ląstelių atmintį. Vėlesniais metais atsirado ir kitos ESM, kurios nuo pirmųjų skyrėsi tuo, kad jų veikimo sparta ir atminties talpa buvo didesnės, programų duomenų įvedimo bei išvedimo priemonės tobulesnės.

Tarybų Sąjungoje ESM buvo kuriamos nuo 40-ųjų metų pabaigos. Kijeve buvo išbandyta pirmoji lempinė ESM – mažoji elektroninė skaičiavimo mašina (MESM). Ją suprojektavo akademiko S. Lebedovo vadovaujamos mokslininkų ir inžinierių grupės. Jam vadovaujant, 1952 m. buvo sukurta didžioji elektroninė skaičiavimo mašina BESM, kuri po 1954 m. modernizacijos tuo metu pasižymėjo didele veikimo sparta – 10000 operacijų/s.

Kompiuterių tobulėjimas

Pagal struktūrą, elektroninių elementų galimybes ir gamybos technologiją ESM sąlygiškai skirstomos į kartas. Pirmos kartos ESM (pirmoji skaitmeninė ESM – ENIAC – pagaminta 1946 m. JAV) pagrindiniai elementai (elektroninės lempos, standartinės radijo detalės) buvo sujungti į schemas erdviniu montažu. Operatyvinės atminties įrenginių (specialių elektroninių vamzdžių, ultragarsinių vėlinimo sistemų) talpa retai siekė kelias dešimtis tūkstančius baitų. Išoriniai atminties įrenginiai – magnetiniai būgnai, magnetinės juostos. Programos buvo rašomos mašininiu kodu. Informacija įvedama perforacinėmis kortomis, juostomis. Pirmos kartos ESM darbo greitis – iki šimtų tūkstančių operacijų per sekundę. Šios kartos ESM sprendė pavienius, daugiausia mokslinius ir techninius uždavinius. Serijinė šių ESM gamyba šalyje su išvystyta pramone pradėta 6 dešimtmetyje. Antros kartos ESM pagrindiniai elementai – puslaidininkai. Jie montuojami spausdintu montažu. Operatyvinės atmintys – iki kelių šimtų tūkstančių baitų. Išorinėms atmintims, be magnetinių juostų ir būgnų vartojami magnetiniai diskai. Antros kartos ESM darbo greitis – šimtai tūkstančių operacijų per sekundę. Šios kartos ESM apdoroja didelius informacijos masyvus, susijusius ne tik su moksliniais techniniais skaičiavimais, bet ir su gamybos valdymu, planavimu, automatizavimu. 1949 m. – 1965 m. mašininis uždavinio sprendimo laikas sumažėjo apie milijoną, programos sudarymo laikas – 10 kartų. Trečios kartos ESM pagrindiniai elementai – integralinės schemos, montažas – spausdintas, paprastai daugiasluoksnis. Atminties įrenginių talpa – iki dešimčių milijonų baitų. Atlieka milijonus operacijų per sekundę. JAV nuo 1965 m., buvusioje TSRS nuo 1972 m. skaitmeninės trečios kartos ESM gaminamos šeimomis. Šeimos turi bendrą programinę įrangą, platų periferinių įrenginių tinklą, dirba multiprograminiu rėžimu (vienu metu gali spręsti kelis uždavinius). Ketvirtos kartos ESM, turinčios tobulesnę ir sudėtingesnę struktūrą, pradėtos kurti 8 dešimtmečio viduryje. Jų pagrindiniai elementai – labai didelio integracijos laipsnio schemos – naudojami superaukštais dažniais dirbantys elementai (fotoelektriniai, optiniai), atmintims naudojami plonieji magnetiniai sluoksniai holografijos, veikiantys domenų principais elementai.

Šiuo metu Jūs matote 37% šio straipsnio.
Matomi 1337 žodžiai iš 3569 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.