ПК — история «консоли ЭВМ».

В начале было слово...

И слово это было — лень. Испокон веков, как развитием всего человечества, так и каждого Homo Sapiens в частности, двигало желание максимально облегчить свою жизнь. Именно по этой причине огромное количество гениальных идей генерировалось по принципу «хочу переключить канал не вставая с дивана» или, как в нашем случае, «не хочу считать огромную скучную груду цифр самостоятельно». Такова была первоначальная задумка великого учёного-физика и математика Блеза Паскаля, который в 1642 году собрал первый арифмометр с мелодичным названием «Паскалина». Это была первая машина, способная производить все четыре основных арифметических действия. Сама же задумка появилась, когда молодой Паскаль наблюдал за своим отцом-налоговиком, проводившим долгие часы за подсчётом собранных налогов. Представляла же собой данная конструкция небольшой ящичек с несколькими связанными друг с другом шестерёнками. Появление данного агрегата ознаменовало как период небольшого облегчения в среде людей, тесно связанных с математикой, так и длительное время без подвижек в данной области.

Козырная карта

Вся история развития персональных компьютеров представляет из себя скачкообразную линию развития с довольно нестандартными решениями и подходами к ситуации. И несмотря на столь длительное затишье на поприще развития вычислительных машин, новый виток инноваций всё-таки заставил станок работать. Правда не простой, а… ткацкий. Именно ткацкие станки спустя почти полтора века после шестерёнок дали возможность приблизиться к современным ПК. Просто в начале XIX века во Франции велись массовые эксперименты по автоматизации работы на фабриках по производству шёлка. И именно тогда впервые был создан первый полностью автоматический ткацкий станок с использованием перфокарт. Это произвело огромный фурор не только среди мастеров кройки и шитья, но и на одного дотошного, как и все англичане, математика Чарльза Бэббиджа, который смог разглядеть в такой диковинке куда больший потенциал. В его голове возник прототип некой машины, которая могла не только считать, но ещё и выводить итог вычислений на перфокарту — негативную пластину для фотопечати. Он много времени провёл за созданием данного девайса, однако в итоге, выйдя далеко за рамки бюджета и потратив в 3 раза больше времени( девять лет вместо трёх планируемых), сумел построить только альфа-версию экспериментальную модель, которая всё-равно считала лучше Перельмана всех существовавших на тот момент вычислительных машин.
Медленно, но верно учёные, математики и прочие светлые умы того времени начали подхватывать эту идею, использую её в своих научных ухищрениях. Самая известная — Табулятор Холлерита, который мог работать не только с числами, но и с целыми таблицами данных (эдакий Excel «каменного века»). Использовалась она при переписи населения и стала первым подобным устройством такого типа, продававшемся в промышленных масштабах.

Всё ближе и ближе.

История развития ПК посетила за всё своё время огромное количество различных стран, так что на очереди страна пива и сосисок — Германия. Именно там жил и работал инженер и один из пионеров компьютеростроения Конрад Цузе. Он первый из всех, кто создал машину, работавшую не в десятеричной системе счисления, а в двоичной. У этого изобретения, к великому сожалению, всё ещё был огромный недостаток — механические внутренности, хотя факт использования нестандартной системы счислений в рамках истории сложно переоценить. Но «пионерить» Цузе на этом не прекратил, так что через три года упорной и целенаправленной работы(в 1941 году) он создал механизм, который совмещал в себе как механику, так и электрику, а основной частью было реле.
В это время работа в том же направлении во всю шла за Атлантическим океаном. В далёкой-далёкой Америке, в далёком-далёком 1944 году молодой (на тот момент) выпускник Гарвардского университета Говард Эйкен по контракту с IBM — компанией, которую в 1896 году основал Холлерит — смастерил первый американский программируемый компьютер под звучным названием Mark I, работа которого была основана на реле. Однако по причине того, что создана она на основе идей и наработок Бэббиджа, то оперировала только данными в десятеричной системе счисления.

Большой и толстый.

Огромные шестерёнки и другие механизмы — штука не только громоздкая, но и тяжёлая, так что механические машины с самого начала были обречены. Это подталкивало светлых умов того времени к поиску новой, более технологичной базы. После долгих и упорных мыслительных процессов им на ум пришла идея использовать придумку одного американского изобретателя Ли де Фореста, который создал в 1906 году триод — трёхэлектродную вакуумную лампу. В силу своих антропометрических характеристик это был самый лучший из всех вариантов замены реле на тот момент. На основе этого девайса в 1946 году в университете города Пенсильвания первая ЭВМ — ENIAC. Эта махина состояла из 18000 небезызвестных ламп, весила целых 30 тонн, простиралась на 200 квадратных метров, а энергии потребляла столько, что «ни в сказке сказать, ни пером описать». В ней всё ещё использовалась десятеричная система, а управление производилось в стиле коммутатора и переключателями. Это вело к появлению большого количества проблем, вызванных криворукими сборщиками неверно установленными переключателями. Именно с этим проектом связанно ещё одно важное имя — Джон фон Нейман. Это был именно тот человек, который впервые предложил записывать программу в память машины таким образом, чтобы потом при необходимости можно было её изменять в процессе. Данный принцип был положен в основу создания абсолютно новой ЭВМ EDVAC в 1951 году, в которой применяется двоичная система и используется оперативная память, основанная на ультразвуковых ртутных линиях задержки. Память хранила 1024 слова, а каждое слово состояло из 44 двоичных разрядов.

Через тернии к звёздам.

EDVAC позволил людям осознать в полной мере какие перспективы открывают такие технологии. Эта отрасль стала набирать огромные обороты и невероятную скорость в своём развитии. В итоге период примерно до середины 80-х годов XX века стали делить на поколения.

Первое поколение ЭВМ (1945-1954 года)

Этот период — время создания основ. К этому времени все разработчики примерно определились по поводу того, из чего должна состоять ЭВМ. Внутренности должны были быть таковы: центральный процессор, оперативная память и устройства ввода-вывода информации. Сам центральный процессор включал в себя арифметико-логическое устройство и управляющие устройства. Работали они на ламповых элементах, что вело к поглощению огромного количества энергии, а так же к неимоверной ненадёжности. Пользовали их для решения научных задач, а программы составляли на языке ассемблера.

Второе поколение ЭВМ (1955-1964 года)

Смену поколений определило не чьё-то «авторитетное» мнение на пустом месте, а несколько определяющих факторов: огромные лампы сменились на компактные транзисторы, линии задержки в оперативной памяти заменили на память в магнитных сердечниках. Эти вещи привели к значительному уменьшению габаритов девайса, повышению его надёжности и производительности. Появились индексные регистры, аппаратные средства для выполнения операций с плавающей точкой и разработаны команды для вызова подпрограмм. Время второго поколения так же ознаменовано появлением языков программирования высокого уровня, что было предпосылкой к появлению переносимого ПО, не зависящего от техники. Ещё немаловажное открытие — появление процессоров ввода-вывода. Они дали возможность освободить ЦП от управления вводом-выводом и осуществлять это с помощью специальных устройств. Все эти нововведения значительно расширили круг пользователей, а так же количество решаемых задач. И в итоге стали использоваться ОС.

Третье поколение ЭВМ (1965-1970 года)

В данном случае причины смены поколений были следующие: вместо транзисторов стали использовать интегральные микросхемы, это повысило производительность, уменьшило цену и габариты, появились малогабаритные вариации. Из-за увеличения мощности стало возможным выполнение нескольких программ одновременно, что привело к расширению функций ОС.

Четвёртое поколение ЭВМ (1970-1984 года)

В данном случае смена поколений привела к созданию больших и сверхбольших интегральных схем (БИС и СБИС), в связи с чем произошло снижение размеров и стоимости ЭВМ, а так же увеличение количества пользователей данной конструкции. В начале 70-х годов XX века небезызвестная практически всем и каждому компания Intel выпустила микропроцессор 4004, и именно после этого знаменательного события семимильными шагами пошла развиваться микропроцессорная часть бытия ЭВМ, которая в итоге вытеснит всё остальное. Данный девайс представлял собой 4-хразрядное параллельное вычислительное устройство с довольно ограниченными возможностями. Это можно понять по тому, что использовался он первоначально в калькуляторах. Заметив явную перспективность данного изобретения, Intel усилил разработки в этом направлении, что привело к созданию прорывного проекта, который предопределил всё будущее развитие ПК. Этим проектом стал 8-разрядный процессор 8080, имевший обширную систему команд. На этом процессоре был создан компьютер «Альтаир», для которого ещё молодой Билл Гейтс написал один из первых интерпретаторов языка BASIC. И именно этот момент является переходом на пятое поколение.

Пятое поколение ЭВМ (1984 г. — наши дни)

И настоящее пришло! Ну, почти. Переход в это поколение ознаменовал полное доминирование микропроцессоров над всеми остальными вариациями, которые оказались «тупиковой ветвью эволюции». Скорость развития этого детища просто поражала — за несколько десятилетий произошёл скачок, превышающий всё предыдущее время развития. В 1976 году Intel создал 16-разрядный процессор 8086, в 1982 году вышел улучшенный вариант — 80286, который поддерживал несколько вариантов работы: реальный и защищённый, имел разрядность 24. В 1985 году Intel представил новый 32-разрядный процессор 80386. Он был в разы мощнее предыдущих и мог поддерживать до 4 Гбайт оперативной памяти. Ко всему прочему появился новый режим работы — режим виртуального 8086, который позволял работать нескольким программам одновременно. Через небольшой промежуток времени процессор 80386 сменился на 80486. В нём появилась кэш-память размером 512 Кб, повысилась тактовая чистота до 133 МГц. И в 1993 году компания Intel выпустила легендарный и известный каждому микропроцессор Intel Pentium, что ознаменовало вхождение компьютерных технологий в современность и наш повседневный быт чуть более, чем полностью.