Những chiếc máy tính đầu tiên. Từ cổ xưa đến hiện đại. Sơ lược về lịch sử hình thành và phát triển của máy tính

Sự xuất hiện của máy tính và công nghệ máy tính

Trong nhiều thế kỷ, con người đã cố gắng tạo ra nhiều thiết bị khác nhau để hỗ trợ tính toán. Trong lịch sử phát triển của máy tính và công nghệ máy tính, có một số sự kiện quan trọng nổi bật có tính chất quyết định cho quá trình phát triển tiếp theo.

Vào những năm 40 thế kỷ XVII B. Pascal đã phát minh ra một thiết bị cơ khí có thể cộng số.

Vào cuối thế kỷ 18. G. Leibniz đã tạo ra một thiết bị cơ khí được thiết kế để cộng và nhân các số.

Năm 1946, máy tính lớn đầu tiên được phát minh. Các nhà khoa học Mỹ J. von Neumann, G. Goldstein và A. Berne đã xuất bản một tác phẩm trong đó họ trình bày những nguyên tắc cơ bản để tạo ra một chiếc máy tính vạn năng. Từ cuối những năm 1940. Những nguyên mẫu đầu tiên của những chiếc máy như vậy, thường được gọi là máy tính thế hệ đầu tiên, bắt đầu xuất hiện. Những máy tính này được sản xuất tại ống chân không và tụt hậu so với các máy tính hiện đại về hiệu suất.

Trong sự phát triển hơn nữa của máy tính, các giai đoạn sau được phân biệt:

1) thế hệ máy tính thứ hai - phát minh ra bóng bán dẫn;

2) thế hệ máy tính thứ ba – tạo ra các mạch tích hợp;

3) thế hệ máy tính thứ tư - sự xuất hiện của bộ vi xử lý (1971).

Những bộ vi xử lý đầu tiên được sản xuất bởi công ty Intel, dẫn đến sự xuất hiện của một thế hệ PC mới. Do sự quan tâm lớn đến những chiếc máy tính như vậy đã xuất hiện trong xã hội, công ty IBM(Tập đoàn Máy Kinh doanh Quốc tế) đã phát triển dự án mới về sự sáng tạo của họ và công ty Microsoft –phần mềm cho máy tính này. Dự án kết thúc vào tháng 8 năm 1981 và chiếc PC mới được biết đến với cái tên IBM PC.

Mẫu máy tính được phát triển đã trở nên rất phổ biến và nhanh chóng thay thế tất cả các mẫu máy tính trước đây của công ty khỏi thị trường. IBM Sau vài năm kế tiếp. Với sự phát minh ra máy tính IBM, việc sản xuất các thiết bị tiêu chuẩn Tương thích với PC IBM máy tính chiếm phần lớn thị trường hiện đại MÁY TÍNH.

Ngoài các máy tính tương thích với IBM PC, còn có các loại máy tính khác được thiết kế để giải quyết các vấn đề có độ phức tạp khác nhau trong các lĩnh vực hoạt động khác nhau của con người.

Sự phát triển của vi điện tử đã dẫn đến sự xuất hiện của các thiết bị tích hợp vi mô yếu tố điện tử ai thay thế điốt bán dẫn và bóng bán dẫn và trở thành nền tảng cho sự phát triển và sử dụng PC. Những máy tính này có một số ưu điểm: chúng nhỏ gọn, dễ sử dụng và tương đối rẻ.

Năm 1971 công ty Intelđã tạo ra bộ vi xử lý i4004 và vào năm 1974 là i8080, có tác động rất lớn đến sự phát triển của công nghệ bộ vi xử lý. Công ty này vẫn là công ty dẫn đầu trên thị trường sản xuất bộ vi xử lý cho PC cho đến ngày nay.

Ban đầu, PC được phát triển dựa trên bộ vi xử lý 8 bit. Một trong những nhà sản xuất máy tính đầu tiên có bộ vi xử lý 16-bit là công ty IBM, cho đến những năm 1980 chuyên sản xuất máy tính lớn. Năm 1981, hãng phát hành chiếc PC đầu tiên sử dụng nguyên lý kiến trúc mở, giúp thay đổi cấu hình của máy tính và cải thiện các thuộc tính của nó.

Vào cuối những năm 1970. và những người khác các công ty lớn Các nước hàng đầu (Mỹ, Nhật Bản, v.v.) bắt đầu phát triển PC dựa trên bộ vi xử lý 16 bit.

Năm 1984 xuất hiện TIKMacintosh các công ty Quả táođối thủ cạnh tranh của công ty IBM. Vào giữa những năm 1980. máy tính dựa trên bộ vi xử lý 32-bit đã được phát hành. Hiện nay, hệ thống 64-bit có sẵn.

Dựa trên loại giá trị của các tham số chính và có tính đến ứng dụng, các nhóm thiết bị máy tính sau được phân biệt:

siêu máy tính là một hệ thống siêu hiệu quả duy nhất được sử dụng để giải quyết những nhiệm vụ phức tạp nhất, cho các phép tính lớn;

máy chủ – một máy tính cung cấp tài nguyên riêng cho người dùng khác; có máy chủ tập tin, máy chủ in, máy chủ cơ sở dữ liệu, v.v.;

máy tính cá nhân – một máy tính được thiết kế để sử dụng trong văn phòng hoặc ở nhà. Người dùng có thể cấu hình, bảo trì và cài đặt phần mềm cho loại máy tính này;

chuyên nghiệp trạm làm việc- một máy tính có hiệu năng vượt trội và dành cho các hoạt động chuyên môn trong một lĩnh vực nhất định. Thông thường nó được cung cấp các thiết bị bổ sung và phần mềm chuyên dụng;

máy tính xách tay - một máy tính xách tay có khả năng tính toán MÁY TÍNH. Nó có thể hoạt động trong một thời gian mà không cần nguồn điện từ mạng điện;

một máy tính bỏ túi (công cụ sắp xếp điện tử), có kích thước không lớn hơn máy tính, bàn phím hoặc không có bàn phím, có chức năng tương tự như máy tính xách tay;

Network PC – một máy tính dành cho doanh nghiệp sử dụng với bộ cấu hình tối thiểu thiết bị bên ngoài. Hỗ trợ vận hành và cài đặt phần mềm được thực hiện tập trung. Nó cũng được sử dụng để hoạt động trong mạng máy tính và hoạt động ngoại tuyến;

thiết bị đầu cuối - một thiết bị được sử dụng khi làm việc ở chế độ ngoại tuyến. Thiết bị đầu cuối không chứa bộ xử lý để thực thi lệnh; nó chỉ thực hiện các thao tác nhập và truyền lệnh của người dùng đến máy tính khác và trả về kết quả cho người dùng.

Thị trường máy tính hiện đại và số lượng máy được sản xuất được xác định bởi nhu cầu thị trường.

Cuộc sống con người trong thế kỷ XXI có liên quan trực tiếp đến trí tuệ nhân tạo. Kiến thức về các cột mốc quan trọng trong việc tạo ra máy tính là dấu hiệu của một người có học thức. Sự phát triển của máy tính thường được chia thành 5 giai đoạn - người ta thường nói về năm thế hệ.

1946-1954 - máy tính thế hệ đầu tiên

Điều đáng nói là thế hệ máy tính đầu tiên (máy tính điện tử) hoạt động dựa trên ống. Các nhà khoa học tại Đại học Pennsylvania (Mỹ) đã phát triển ENIAC - đó là tên của chiếc máy tính đầu tiên trên thế giới. Ngày chính thức đi vào hoạt động là 15/02/1946. Khi lắp ráp thiết bị, 18 nghìn ống chân không đã được sử dụng. Máy tính, theo tiêu chuẩn ngày nay, có diện tích khổng lồ là 135 mét vuông, và trọng lượng là 30 tấn. Nhu cầu điện cũng cao - 150 kW.

Một thực tế nổi tiếng là điều này máy điện tử trực tiếp giúp giải quyết những vấn đề khó khăn nhất trong việc chế tạo bom nguyên tử. Liên Xô đã nhanh chóng bắt kịp và vào tháng 12 năm 1951, dưới sự lãnh đạo và tham gia trực tiếp của Viện sĩ S.A. Lebedev, chiếc máy tính nhanh nhất ở Châu Âu đã được ra mắt thế giới. Cô ấy mang tên viết tắt MESM (Máy tính điện tử nhỏ). Thiết bị này có thể thực hiện từ 8 đến 10 nghìn thao tác mỗi giây.

1954 - 1964 - máy tính thế hệ thứ hai

Bước phát triển tiếp theo là phát triển máy tính chạy bằng bóng bán dẫn. Transitor là thiết bị được làm từ vật liệu bán dẫn cho phép bạn điều khiển dòng điện chạy trong mạch. Bóng bán dẫn hoạt động ổn định đầu tiên được biết đến được tạo ra ở Mỹ vào năm 1948 bởi một nhóm các nhà vật lý và nhà nghiên cứu Shockley và Bardin.

Về tốc độ, máy tính điện tử khác biệt đáng kể so với người tiền nhiệm - tốc độ đạt tới hàng trăm nghìn thao tác mỗi giây. Cả quy mô và mức tiêu thụ đều giảm năng lượng điện trở nên ít hơn. Phạm vi sử dụng cũng tăng lên đáng kể. Điều này xảy ra do sự phát triển nhanh chóng của phần mềm. Chiếc máy tính tốt nhất của chúng tôi, BESM-6, có tốc độ kỷ lục 1.000.000 phép tính mỗi giây. Được phát triển vào năm 1965 dưới sự lãnh đạo của nhà thiết kế trưởng S. A. Lebedev.

1964 - 1971 - máy tính thế hệ thứ ba

Sự khác biệt chính của thời kỳ này là việc bắt đầu sử dụng các vi mạch có mức độ tích hợp thấp. Bằng cách sử dụng các công nghệ tinh vi, các nhà khoa học đã có thể đặt các mạch điện tử phức tạp lên một tấm bán dẫn nhỏ, có diện tích chưa đến 1 cm vuông. Việc phát minh ra vi mạch đã được cấp bằng sáng chế vào năm 1958. Nhà phát minh: Jack Kilby. Việc sử dụng phát minh mang tính cách mạng này giúp cải thiện tất cả các thông số - kích thước được giảm xuống xấp xỉ kích thước của một chiếc tủ lạnh, hiệu suất cũng như độ tin cậy tăng lên.

Giai đoạn phát triển này của máy tính được đặc trưng bởi việc sử dụng một thiết bị lưu trữ mới - đĩa từ. Máy tính mini PDP-8 được giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1965.

Ở LIÊN XÔ phiên bản tương tự xuất hiện muộn hơn nhiều - vào năm 1972 và là mẫu tương tự của các mẫu xe được giới thiệu tại thị trường Mỹ.

1971 - thời hiện đại - máy tính thế hệ thứ tư

Một sự đổi mới trong máy tính thế hệ thứ tư là ứng dụng và sử dụng bộ vi xử lý. Bộ vi xử lý là ALU (đơn vị logic số học) được đặt trên một chip duy nhất và có mức độ tích hợp cao. Điều này có nghĩa là các con chip bắt đầu chiếm ít không gian hơn. Nói cách khác, bộ vi xử lý là một bộ não nhỏ thực hiện hàng triệu thao tác mỗi giây theo chương trình được nhúng trong đó. Kích thước, trọng lượng và mức tiêu thụ điện năng đã giảm đáng kể và hiệu suất đã đạt mức cao kỷ lục. Và đó là lúc Intel bước vào cuộc chơi.

Bộ vi xử lý đầu tiên được gọi là Intel-4004 - tên của bộ vi xử lý đầu tiên được lắp ráp vào năm 1971. Nó có dung lượng 4 bit, nhưng vào thời điểm đó nó là một bước đột phá công nghệ khổng lồ. Hai năm sau, Intel giới thiệu Intel-8008 tám bit với thế giới; năm 1975, Altair-8800 ra đời - đây là máy tính cá nhân đầu tiên dựa trên Intel-8008.

Đó là sự khởi đầu của một kỷ nguyên những máy tính cá nhân. Máy bắt đầu được sử dụng ở mọi nơi với những mục đích hoàn toàn khác nhau. Một năm sau, Apple bước vào cuộc chơi. Dự án đã thành công tốt đẹp và Steve Jobs trở thành một trong những người nổi tiếng và giàu có nhất trên Trái đất.

Máy tính IBM trở thành tiêu chuẩn không thể tranh cãi của máy tính. Nó được phát hành vào năm 1981 với RAM 1 megabyte.

Điều đáng chú ý là trên khoảnh khắc này Các máy tính điện tử tương thích với IBM chiếm khoảng 90% số máy tính được sản xuất! Ngoài ra, chúng ta không thể không nhắc tới Pentium. Sự phát triển bộ xử lý đầu tiên có bộ đồng xử lý tích hợp đã thành công vào năm 1989. Bây giờ điều này Nhãn hiệu quyền không thể nghi ngờ trong việc phát triển và ứng dụng bộ vi xử lý trên thị trường máy tính.

Nếu chúng ta nói về triển vọng, thì tất nhiên đây là sự phát triển và triển khai các công nghệ mới nhất: mạch tích hợp cực lớn, các phần tử quang từ, thậm chí cả các phần tử của trí tuệ nhân tạo.

Tự học hệ thống điện tử- đây là tương lai gần, được gọi là thế hệ thứ năm trong sự phát triển của máy tính.

Một người cố gắng xóa bỏ rào cản trong giao tiếp với máy tính. Nhật Bản đã nghiên cứu vấn đề này trong một thời gian rất dài và thật không may là không thành công, nhưng đây là chủ đề của một bài báo hoàn toàn khác. Hiện tại, tất cả các dự án mới chỉ đang trong giai đoạn phát triển, nhưng với tốc độ phát triển hiện tại thì đây là tương lai gần. Thời điểm hiện tại là thời điểm làm nên lịch sử!

1. Thế hệ máy tính đầu tiên
Thế hệ máy tính đầu tiên ra đời vào năm 1942, khi chiếc máy tính đầu tiên máy tính điện tử số. Phát minh này thuộc về nhà vật lý người Mỹ Atanasov. Năm 1943, người Anh Alan Turing phát triển "Colossus" - máy tính bí mật, được thiết kế để giải mã các tin nhắn bị chặn từ quân đội Đức. Những máy tính này chạy bằng đèn và có kích thước bằng một căn phòng. Năm 1945, nhà toán học John von Neumann đã chứng minh rằng máy tính có thể thực hiện bất kỳ phép tính nào một cách hiệu quả bằng cách sử dụng công cụ thích hợp. điều khiển chương trình mà không cần thay đổi phần cứng. Nguyên tắc này đã trở thành quy tắc cơ bản cho các thế hệ hệ thống tốc độ cao trong tương lai. máy tính kỹ thuật số.2. Thế hệ máy tính thứ hai
Năm 1947, kỹ sư John Bardeen và Walter Brattain đã phát minh ra bóng bán dẫn. Chúng nhanh chóng được đưa vào kỹ thuật vô tuyến và thay thế các ống chân không lớn và bất tiện. Vào những năm 60 Thế kỷ XX bóng bán dẫn đã trở thành cơ sở cơ bản cho máy tính thế hệ thứ hai. Hiệu suất của máy bắt đầu đạt tới hàng trăm nghìn thao tác mỗi giây. Dung lượng bộ nhớ trong tăng lên hàng trăm lần so với máy tính thế hệ đầu tiên. Các ngôn ngữ lập trình cấp cao bắt đầu tích cực phát triển: Fortran, Algol, Cobol.
3. Thế hệ máy tính thứ ba
Việc chuyển sang thế hệ thứ ba gắn liền với những thay đổi đáng kể trong kiến ​​trúc máy tính. Máy móc đã chạy trên các mạch tích hợp. Có thể chạy nhiều chương trình trên một máy tính. Tốc độ của nhiều máy đạt tới vài triệu thao tác mỗi giây. Đĩa từ bắt đầu xuất hiện và các thiết bị vào/ra được sử dụng rộng rãi.
4. Thế hệ máy tính thứ tư.
Một sự kiện mang tính cách mạng khác trong lĩnh vực điện tử xảy ra vào năm 1971, khi công ty Intel của Mỹ công bố việc tạo ra bộ vi xử lý. Bằng cách kết nối bộ vi xử lý với các thiết bị I/O, bộ nhớ ngoài, lấy kiểu mới máy tính - máy vi tính, máy tính thế hệ thứ 4. Những máy tính này nhỏ, rẻ và sử dụng màn hình đồ họa màu, bộ điều khiển và bàn phím. Năm 1976, chiếc máy tính cá nhân đầu tiên được tạo ra - Apple II. Máy tính cá nhân nội địa đầu tiên là Agat (1985). Từ năm 1980, công ty IBM của Mỹ đã trở thành người tạo ra xu hướng trên thị trường máy tính. Năm 1981, hãng cho ra mắt chiếc máy tính cá nhân đầu tiên là PC và hình thành một dòng khác trong quá trình phát triển máy tính thế hệ thứ 4 - siêu máy tính. Trong số các loại máy nội địa, máy tính Elbrus được xếp vào loại siêu máy tính. Máy tính thế hệ thứ năm là những cỗ máy của tương lai gần. Phẩm chất chính của họ phải là trình độ trí tuệ cao. Trong các máy thế hệ thứ năm, việc nhập liệu bằng giọng nói sẽ có thể thực hiện được, âm thanh giao tiếp, máy “tầm nhìn” và “chạm”. Nhiều điều đã được thực hiện theo hướng này.

Bài viết này mô tả các giai đoạn chính của sự phát triển máy tính. Các hướng phát triển chính của công nghệ máy tính và lý do cho sự phát triển của chúng được mô tả.

Các giai đoạn chính của sự phát triển máy tính

Trong quá trình phát triển của công nghệ máy tính, hàng trăm máy tính khác nhau. Nhiều người trong số họ đã bị lãng quên từ lâu, trong khi những người khác lại có ảnh hưởng đáng kể đến các ý tưởng hiện đại. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ đưa ra một cái nhìn tổng quan ngắn gọn về một số thời điểm lịch sử quan trọng để hiểu rõ hơn về cách các nhà phát triển đi đến khái niệm máy tính hiện đại. Chúng tôi sẽ chỉ xem xét những điểm chính của sự phát triển, để lại nhiều chi tiết bên ngoài dấu ngoặc. Các máy tính mà chúng tôi sẽ xem xét được trình bày trong bảng dưới đây.

Các giai đoạn chính trong lịch sử phát triển máy tính:

Tổng cộng, có thể phân biệt 6 giai đoạn phát triển của máy tính với lịch sử: thế hệ máy tính cơ, máy tính trên ống chân không (như ENIAC), máy tính bán dẫn (IBM 7094), máy tính đầu tiên trên mạch tích hợp (IBM 360), máy tính cá nhân (dòng có CPU Intel) và cái gọi là máy tính vô hình.

Thế hệ không - máy tính cơ học (1642-1945)

Người đầu tiên tạo ra máy tính là nhà khoa học người Pháp Blaise Pascal (1623-1662), người được đặt tên theo một trong những ngôn ngữ lập trình. Pascal đã thiết kế chiếc máy này vào năm 1642, khi ông mới 19 tuổi, cho cha ông, một người thu thuế. Đó là một thiết kế cơ khí với bánh răng và dẫn động bằng tay. Máy tính của Pascal chỉ có thể thực hiện các phép tính cộng và trừ.

Ba mươi năm sau, nhà toán học vĩ đại người Đức Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) đã chế tạo một cỗ máy cơ khí khác có thể thực hiện phép nhân và chia ngoài phép cộng và phép trừ. Về bản chất, Leibniz đã tạo ra một thứ giống như máy tính bỏ túi cách đây ba thế kỷ với bốn chức năng.

150 năm sau, giáo sư toán học Đại học Cambridge Charles Babbage (1792-1871), người phát minh ra đồng hồ tốc độ, đã phát triển và chế tạo động cơ khác biệt. Máy cơ khí này, giống như máy của Pascal, chỉ có thể cộng và trừ, tính toán các bảng số cho hàng hải. Máy chỉ được trang bị một thuật toán - phương pháp sai phân hữu hạn sử dụng đa thức. Chiếc xe này đã có khá cách thú vị Thông tin đầu ra: kết quả được ép ra bằng một con tem thép trên một tấm đồng, dự đoán các phương tiện đầu vào-đầu ra sau này - thẻ đục lỗ và đĩa CD.

Mặc dù thiết bị của anh hoạt động khá tốt nhưng Babbage nhanh chóng cảm thấy nhàm chán với một chiếc máy chỉ thực hiện một thuật toán. Ông đã dành rất nhiều thời gian, phần lớn tài sản của gia đình và 17.000 bảng Anh khác từ chính phủ để phát triển Công cụ phân tích. Máy phân tích có 4 thành phần: thiết bị lưu trữ (bộ nhớ), thiết bị tính toán, thiết bị đầu vào (để đọc thẻ đục lỗ), thiết bị đầu ra (máy đục lỗ và thiết bị in). Bộ nhớ bao gồm 1000 từ 50 chữ số thập phân; mỗi từ chứa các biến và kết quả. Thiết bị máy tính nhận các toán hạng từ bộ nhớ, sau đó thực hiện các phép tính cộng, trừ, nhân hoặc chia và trả kết quả thu được trở lại bộ nhớ. Giống như động cơ khác biệt, thiết bị này là cơ khí.

Ưu điểm của Công cụ phân tích là nó có thể thực hiện các nhiệm vụ khác nhau. Cô đọc mệnh lệnh từ thẻ đục lỗ và thực hiện. Một số lệnh yêu cầu máy lấy 2 số từ bộ nhớ, chuyển chúng sang thiết bị máy tính, thực hiện thao tác trên chúng (ví dụ: cộng) và gửi kết quả trở lại thiết bị lưu trữ. Các lệnh khác kiểm tra số và đôi khi thực hiện thao tác rẽ nhánh tùy thuộc vào số đó là dương hay âm. Nếu thẻ đục lỗ có chương trình khác được lắp vào đầu đọc, máy sẽ thực hiện một loạt thao tác khác. Nghĩa là, không giống như công cụ phân tích sự khác biệt, nó có thể thực hiện một số thuật toán.

Vì Công cụ phân tích được lập trình bằng ngôn ngữ lắp ráp thô sơ nên nó cần có phần mềm. Để tạo ra phần mềm này, Babbage đã thuê một phụ nữ trẻ, Ada Augusta Lovelace, con gái của nhà thơ nổi tiếng người Anh Byron. Ada Lovelace là lập trình viên máy tính đầu tiên trên thế giới. Được đặt tên để vinh danh cô ấy ngôn ngữ hiện đại lập trình - Ada.

Thật không may, giống như nhiều kỹ sư hiện đại, Babbage chưa bao giờ gỡ lỗi máy tính. Ông cần hàng nghìn, hàng nghìn bánh răng, được chế tạo với độ chính xác mà thế kỷ 19 không có. Nhưng những ý tưởng của Babbage đã đi trước thời đại của ông và thậm chí ngày nay hầu hết các máy tính hiện đại đều có thiết kế tương tự như Công cụ phân tích. Vì vậy, công bằng mà nói thì Babbage chính là ông tổ của máy tính kỹ thuật số hiện đại.

Vào cuối những năm 1930, Konrad Zuse người Đức đã thiết kế một số máy cộng tự động sử dụng rơle điện từ. Anh ấy đã không thể có được tiền mặt từ chính phủ vì sự phát triển của nó, bởi vì chiến tranh đã bắt đầu. Zus không biết gì về công việc của Babbage, máy móc của ông đã bị phá hủy trong vụ đánh bom Berlin năm 1944 nên công việc của ông không ảnh hưởng gì đến sự phát triển trong tương lai Thiết bị máy tính. Tuy nhiên, ông là một trong những người tiên phong trong lĩnh vực này.

Một lát sau, máy tính được thiết kế ở Mỹ. Máy của John Atanasoff cực kỳ tiên tiến vào thời đó. Nó sử dụng các thùng chứa thông tin và số học nhị phân được cập nhật định kỳ để tránh phá hủy dữ liệu. Hiện đại bộ nhớ động(RAM) hoạt động theo nguyên tắc giống hệt nhau. Thật không may, chiếc máy này không bao giờ đi vào hoạt động. Ở một khía cạnh nào đó, Atanasov giống như Babbage - một người mơ mộng không hài lòng với công nghệ của thời đại mình.

Máy tính của George Stibbitz thực sự hoạt động được, mặc dù nó còn thô sơ hơn máy của Atanasov. Stibits đã trình diễn chiếc máy của mình tại một hội nghị ở Đại học Dartmouth năm 1940. Tham dự hội nghị này có John Mauchley, một giáo sư vật lý không có gì nổi bật lúc bấy giờ tại Đại học Pennsylvania. Sau này ông trở nên rất nổi tiếng trong lĩnh vực phát triển máy tính.

Trong khi Zus, Stibits và Atanasov đang phát triển các máy cộng tự động thì chàng trai trẻ Howard Aiken ở Harvard lại kiên trì thiết kế các máy cộng thủ công như một phần của luận án tiến sĩ của mình. Sau khi hoàn thành nghiên cứu, Aiken nhận ra tầm quan trọng của việc tính toán tự động. Anh ấy đến thư viện, đọc về tác phẩm của Babbage và quyết định tạo ra chiếc máy tính tương tự từ các rơ-le mà Babbage đã không tạo được từ các bánh răng.

Máy tính đầu tiên của Aiken, Mark I, được hoàn thành vào năm 1944. Máy tính có 72 từ, mỗi từ có 23 chữ số thập phân và có thể thực thi bất kỳ lệnh nào trong 6 giây. Băng giấy đục lỗ được sử dụng cho các thiết bị đầu vào/đầu ra. Vào thời điểm Aiken hoàn thành công việc trên máy tính Mark II, các máy tính chuyển tiếp đã lỗi thời. Kỷ nguyên của điện tử đã bắt đầu.

Thế hệ đầu tiên - ống chân không (1945-1955)

Khuyến khích tạo ra một máy tính điện tử là động lực thứ hai Chiến tranh thế giới. Khi bắt đầu cuộc chiến, tàu ngầm Đức đã tiêu diệt tàu Anh. Các đô đốc Đức đã gửi lệnh tới các tàu ngầm bằng sóng vô tuyến và mặc dù người Anh có thể chặn các lệnh này nhưng vấn đề là các tin nhắn vô tuyến được mã hóa bằng một thiết bị có tên là ENIGMA, tiền thân của nó được thiết kế bởi nhà phát minh nghiệp dư và cựu Tổng thống Hoa Kỳ Thomas Jefferson.

Khi bắt đầu cuộc chiến, người Anh đã giành được ENIGMA từ người Ba Lan, nhưng họ lại đánh cắp nó từ người Đức. Tuy nhiên, để giải mã được tin nhắn được mã hóa, cần phải thực hiện một lượng lớn các phép tính và chúng phải được thực hiện ngay sau khi chặn được ảnh X quang. Vì vậy, chính phủ Anh đã thành lập một phòng thí nghiệm bí mật để tạo ra một loại máy tính điện tử mang tên COLOSSUS. Nhà toán học nổi tiếng người Anh Alan Turing đã tham gia chế tạo chiếc máy này. COLOSSUS đã hoạt động vào năm 1943, nhưng vì chính phủ Anh có toàn quyền kiểm soát dự án và coi nó như một bí mật quân sự trong 30 năm nên COLOSSUS đã không trở thành cơ sở để phát triển máy tính hơn nữa. Chúng tôi đề cập đến nó chỉ vì nó là chiếc máy tính kỹ thuật số điện tử đầu tiên trên thế giới.

Chiến tranh thế giới thứ hai ảnh hưởng đến sự phát triển của công nghệ máy tính ở Hoa Kỳ. Quân đội cần những chiếc bàn được sử dụng để nhắm mục tiêu cho pháo hạng nặng. Hàng trăm phụ nữ được thuê để thực hiện các phép tính trên máy cộng thủ công và điền vào các trường của các bảng này (người ta tin rằng phụ nữ tính toán chính xác hơn nam giới). Tuy nhiên, quá trình này tốn thời gian và thường xuyên xảy ra lỗi.

John Mauchley, người quen thuộc với công trình của Atanasoff và Stibblits, nhận ra rằng quân đội rất quan tâm đến máy tính. Ông yêu cầu nguồn tài chính của quân đội phải nỗ lực tạo ra một máy tính điện tử. Yêu cầu này được đáp ứng vào năm 1943, Mauchley và học trò của ông là J. Presper Eckert bắt đầu chế tạo một máy tính điện tử mà họ gọi là ENIAC (Máy tính và Bộ tích hợp số điện tử). ENIAC bao gồm 18.000 ống chân không và 1.500 rơle, nặng 30 tấn và tiêu thụ 140 kilowatt điện. Máy có 20 thanh ghi, mỗi thanh ghi có thể chứa số thập phân 10 bit. (Thanh ghi thập phân là một bộ nhớ rất nhỏ có thể chứa một số đến một giá trị nhất định số lượng tối đa chữ số, thứ gì đó giống như máy đo đường ghi nhớ quãng đường mà một chiếc ô tô đã đi được.) ENIAC đã lắp đặt 6.000 công tắc đa kênh và nhiều dây cáp chạy đến các đầu nối.

Công việc chế tạo chiếc máy này được hoàn thành vào năm 1946, khi nó không còn cần thiết nữa - ít nhất là để đạt được những mục tiêu ban đầu.

Kể từ khi chiến tranh kết thúc, Mauchley và Eckert được phép thành lập một trường học để họ chia sẻ công việc của mình với các nhà khoa học đồng nghiệp. Chính tại ngôi trường này, mối quan tâm đến việc tạo ra những chiếc máy tính kỹ thuật số lớn đã nảy sinh.

Sau khi ngôi trường xuất hiện, các nhà nghiên cứu khác bắt tay vào việc chế tạo máy tính điện tử. Máy tính hoạt động đầu tiên là EDSAC (1949). Chiếc máy này được thiết kế bởi Maurice Wilkes tại Đại học Cambridge. Hơn nữa - JOHNIAC tại Tập đoàn Rand, ILLIAC tại Đại học Illinois, MANIAC tại Phòng thí nghiệm Los Alamos và WEIZAC tại Viện Weizmann ở Israel.

Eckert và Mauchley sớm bắt tay vào công việc chế tạo ô tô EDVAC(Máy tính biến rời rạc điện tử - máy tham số rời rạc điện tử). Thật không may, dự án đã kết thúc khi họ rời trường đại học để thành lập một tập đoàn máy tính ở Philadelphia (lúc đó không có Thung lũng Silicon). Sau một loạt vụ sáp nhập, công ty này trở thành Tập đoàn Unisys.

Eckert và Mauchley muốn có được bằng sáng chế cho việc phát minh ra máy tính kỹ thuật số. Sau vài năm kiện tụng, người ta quyết định rằng bằng sáng chế này không hợp lệ vì Atanasov đã phát minh ra máy tính kỹ thuật số, mặc dù ông không cấp bằng sáng chế cho nó.

Trong khi Eckert và Mauchley đang làm việc trên máy EDVAC, một trong những người tham gia dự án ENIAC, John von Neumann, đã tới Viện Nghiên cứu Cao cấp ở Princeton để xây dựng phiên bản EDVAC của riêng mình, được gọi là IAS(Lưu trữ địa chỉ tức thời - bộ nhớ có địa chỉ trực tiếp). Von Neumann là một thiên tài trong cùng lĩnh vực với Leonardo da Vinci. Ông biết nhiều ngôn ngữ, là chuyên gia về vật lý và toán học, đồng thời có trí nhớ phi thường: ông nhớ tất cả những gì từng nghe, thấy hoặc đọc. Anh ấy có thể trích dẫn nguyên văn từ trí nhớ những nội dung của những cuốn sách anh ấy đã đọc cách đây vài năm. Khi von Neumann bắt đầu quan tâm máy tính, ông ấy đã là nhà toán học nổi tiếng nhất thế giới.

Von Neumann sớm nhận ra rằng việc tạo ra máy tính với một lượng lớn công tắc và dây cáp mất nhiều thời gian và rất tẻ nhạt. Ông nảy ra ý tưởng rằng chương trình nên được thể hiện trong bộ nhớ máy tính ở dạng kỹ thuật số cùng với dữ liệu. Ông cũng lưu ý rằng số học thập phân được sử dụng trong máy ENIAC, trong đó mỗi chữ số được biểu thị bằng mười ống chân không A bật và 9 tắt) nên được thay thế bằng số học nhị phân song song. Nhân tiện, Atanasov đã đưa ra kết luận tương tự chỉ vài năm sau đó.

Dự án chính mà von Neumann mô tả lúc đầu bây giờ được gọi là máy tính von Neumann. Nó được sử dụng trong EDSAC, máy lập trình bộ nhớ đầu tiên, và thậm chí cho đến nay, hơn nửa thế kỷ sau, nó vẫn là nền tảng của hầu hết các máy tính kỹ thuật số hiện đại. Bản thân ý tưởng và máy IAS đã có một tầm quan trọng rất lớn ảnh hưởng lớn TRÊN phát triển hơn nữa công nghệ máy tính nên cần mô tả ngắn gọn dự án của von Neumann. Điều cần lưu ý là mặc dù dự án gắn liền với tên tuổi của von Neumann nhưng các nhà khoa học khác đã tham gia tích cực vào quá trình phát triển nó - đặc biệt là Goldstein. Cấu trúc của máy này được minh họa bằng hình sau:

Máy von Neumann bao gồm năm phần chính: bộ nhớ, bộ phận logic số học, bộ điều khiển và thiết bị đầu vào-đầu ra. Bộ nhớ bao gồm 4096 từ có kích thước 40 bit, một bit là 0 hoặc 1. Mỗi từ chứa 2 lệnh 20 bit hoặc một số nguyên có dấu 40 bit. 8 bit chỉ ra loại lệnh và 12 bit còn lại xác định một trong 4096 từ. Đơn vị số học và đơn vị điều khiển tạo thành “trung tâm não” của máy tính. TRONG xe ô tô hiện đại các khối này được kết hợp trong một chip, được gọi là khối trung tâm bộ xử lý (CPU).

Bên trong đơn vị logic số học có một thanh ghi 40-bit nội bộ đặc biệt, được gọi là bộ tích lũy. Một lệnh điển hình sẽ thêm một từ từ bộ nhớ vào bộ tích lũy hoặc lưu trữ nội dung của bộ tích lũy vào bộ nhớ. Chiếc máy này không thực hiện phép tính dấu phẩy động, vì Von Neumann tin rằng bất kỳ nhà toán học tài năng nào cũng có thể ghi nhớ dấu phẩy động trong đầu mình.

Cùng khoảng thời gian Von Neumann đang nghiên cứu máy IAS, các nhà nghiên cứu của MIT đang phát triển máy tính Whirlwind I của họ. Không giống như IAS, ENIAC và các máy khác cùng loại có từ dài, máy Whirlwind I có các từ và từ 16 bit. được dành cho công việc trong thời gian thực. Dự án này đã dẫn tới việc Jay Forrester phát minh ra bộ nhớ lõi từ và sau đó là chiếc máy tính mini được sản xuất hàng loạt đầu tiên.

Vào thời điểm đó, IBM là một công ty nhỏ sản xuất thẻ đục lỗ và máy móc cơ khíđể phân loại các thẻ đục lỗ. Mặc dù IBM tài trợ một phần cho dự án của Aiken nhưng họ không quan tâm đến máy tính và không chế tạo máy tính 701 cho đến năm 1953, nhiều năm sau khi UNIVAC của Eckert và Mauchley trở thành số một trên thị trường máy tính.

701 có 2048 từ 36 bit, mỗi từ chứa hai lệnh. 701 trở thành chiếc máy tính đầu tiên dẫn đầu thị trường trong 10 năm. Ba năm sau, máy tính 704 xuất hiện, có bộ nhớ lõi từ 4 KB, tập lệnh 36 bit và bộ xử lý dấu phẩy động. Năm 1958, IBM bắt đầu sản xuất chiếc máy tính ống chân không cuối cùng, chiếc 709, về cơ bản là một phiên bản phức tạp của chiếc 704.

Thế hệ thứ hai - bóng bán dẫn (1955-1965)

Bóng bán dẫn được phát minh bởi các nhân viên của Phòng thí nghiệm Bell là John Bardeen, Walter Brattain và William Shockley, nhờ đó họ đã nhận được giải Nobel Vật lý năm 1956. Trong vòng mười năm, bóng bán dẫn đã cách mạng hóa việc sản xuất máy tính và đến cuối những năm 50, máy tính ống chân không đã lỗi thời một cách vô vọng. Máy tính đầu tiên sử dụng bóng bán dẫn được chế tạo trong phòng thí nghiệm của MIT (Viện kỹ thuật Massachusetts). Nó chứa các từ 16 bit, giống như Whirlwind I. Máy tính được gọi là TX-0(Máy tính thử nghiệm có bóng bán dẫn 0 - máy tính bán dẫn thử nghiệm 0) và chỉ nhằm mục đích thử nghiệm máy TX-2 trong tương lai.

TX-2 không phải là vấn đề lớn, nhưng một trong những kỹ sư của phòng thí nghiệm, Kenneth Olsen, đã thành lập DEC (Tập đoàn Thiết bị Kỹ thuật số) vào năm 1957 để sản xuất một chiếc máy sản xuất hàng loạt tương tự như TX-2. Chiếc máy này, PDP-1, mãi đến 4 năm sau mới xuất hiện, chủ yếu là do những người tài trợ cho DEC cho rằng việc sản xuất máy tính là không có lãi. Vì vậy, DEC chủ yếu bán các bảng mạch điện tử nhỏ.

Máy tính PDP-1 chỉ xuất hiện vào năm 1961. Nó có 4096 từ 18 bit và tốc độ 200.000 lệnh mỗi giây. Hiệu suất này chỉ bằng một nửa so với 7090, bóng bán dẫn tương đương với 709. PDP-1 là máy tính nhanh nhất thế giới vào thời điểm đó. PDP-1 có giá 120.000 USD, trong khi 7090 có giá hàng triệu USD. DEC đã bán được hàng chục máy tính PDP-1 và ngành công nghiệp máy tính ra đời.

Một trong những chiếc máy đầu tiên, mẫu PDP-1, đã được trao cho MIT, nơi nó ngay lập tức thu hút sự chú ý của một số nhà nghiên cứu trẻ, những người tỏ ra có nhiều hứa hẹn. Một trong những cải tiến của PDP-1 là màn hình 512 x 512 pixel có thể vẽ các chấm trên đó. Ngay sau đó, sinh viên MIT đã biên soạn chương trình đặc biệt cho PDP-1 chơi War of the Worlds, trò chơi máy tính đầu tiên trên thế giới.

Vài năm sau, DEC phát triển PDP-8, một máy tính 12-bit. PDP-8 có giá thấp hơn nhiều so với PDP-1 (6.000 đô la Úc). Sự cải tiến chính là bus đơn (omnibus), thể hiện trong hình. 1.5. Lốp xe là một tập hợp các dây kết nối song song để kết nối các thành phần máy tính. Sự đổi mới này đã tạo nên sự khác biệt hoàn toàn giữa PDP-8 với IAS. Cấu trúc này đã được sử dụng trong tất cả các máy tính. DEC đã bán được 50.000 máy tính PDP-8 và trở thành công ty dẫn đầu thị trường máy tính mini.

Như đã lưu ý, với việc phát minh ra bóng bán dẫn, IBM đã chế tạo phiên bản bóng bán dẫn 709 - 7090 và sau đó là 7094. Phiên bản này có thời gian chu kỳ là 2 micro giây và bộ nhớ bao gồm 32.536 từ 36 bit. 7090 và 7094 là những máy tính mới nhất loại ENIAC nhưng chúng được sử dụng rộng rãi trong tính toán khoa học vào những năm 60 của thế kỷ trước.

IBM cũng sản xuất 1401 máy tính cho máy tính thương mại. Máy này có thể đọc và ghi băng từ, thẻ đục lỗ và in kết quả nhanh như 7094 nhưng với chi phí thấp hơn. Nó không phù hợp cho việc tính toán khoa học nhưng lại rất thuận tiện cho việc lưu giữ hồ sơ kinh doanh.

1401 không có thanh ghi và không có độ dài từ cố định. Bộ nhớ chứa 4000 byte 8 bit (ở các mẫu sau này, kích thước tăng lên đến mức không thể tưởng tượng được là 16.000 byte). Mỗi byte chứa một ký tự 6 bit, một bit quản trị và một bit để biểu thị phần cuối của một từ. Ví dụ, lệnh MOVE có địa chỉ nguồn và địa chỉ đích. Lệnh này di chuyển byte từ địa chỉ đầu tiên sang địa chỉ thứ hai cho đến khi bit cuối từ được đặt thành 1.

Năm 1964, CDC (Control Data Corporation) đã phát hành 6600, nhanh hơn gần như gấp nhiều lần so với 7094. Chiếc máy tính dùng cho các phép tính phức tạp này rất phổ biến và CDC đã thành công. Bí quyết để có được hiệu suất cao như vậy là bên trong CPU (bộ xử lý trung tâm) có một bộ máy có mức độ song song cao. Cô ấy có vài thiết bị chức năngđể cộng, nhân và chia, và tất cả chúng đều có thể hoạt động đồng thời. Để máy hoạt động nhanh cần phải soạn chương trình tốt và với một chút nỗ lực, có thể khiến máy thực hiện đồng thời 10 lệnh.

Máy 6600 có một số máy tính nhỏ được tích hợp bên trong. Do đó, bộ xử lý trung tâm chỉ đếm số, các chức năng còn lại (điều khiển hoạt động của máy cũng như việc nhập và xuất thông tin) đều được thực hiện bởi các máy tính nhỏ. Một số nguyên lý hoạt động của thiết bị 6600 cũng được sử dụng trong các máy tính hiện đại.

Nhà phát triển máy tính 6600, Seymour Cray, là một nhân vật huyền thoại, cũng như von Neumann. Ông đã cống hiến cả cuộc đời mình để tạo ra rất nhiều máy tính mạnh mẽ mà bây giờ được gọi là siêu máy tính. Trong số đó có 6600, 7600 và Sgau-1. Seymour Cray cũng là tác giả của “thuật toán mua ô tô” nổi tiếng: bạn đến cửa hàng gần nhà nhất, chỉ vào chiếc ô tô gần cửa nhất và nói: “Tôi sẽ lấy chiếc đó”. Thuật toán này cho phép bạn dành tối thiểu thời gian cho những việc không quá quan trọng (mua ô tô) và cho phép bạn dành phần lớn thời gian của mình cho những việc quan trọng (phát triển siêu máy tính).

Một chiếc máy tính khác đáng được nhắc đến là Burroughs B5000. Các nhà phát triển máy PDP-1, 7094 và 6600 chỉ tập trung vào phần cứng, cố gắng giảm giá thành (DEC) hoặc làm cho nó hoạt động nhanh hơn (IBM và CDC). Phần mềm không có gì thay đổi. Các nhà sản xuất B5000 đã đi một con đường khác. Họ thiết kế chiếc máy này với ý định lập trình nó bằng Algol 60 (tiền thân của C và Java), xây dựng Phần cứngđể đơn giản hóa công việc của trình biên dịch. Vì thế ý tưởng nảy ra khi
Khi thiết kế máy tính, bạn cũng cần tính đến phần mềm. Nhưng ý tưởng này nhanh chóng bị lãng quên.

Thế hệ thứ ba - mạch tích hợp (1965-1980)

Việc phát minh ra mạch tích hợp silicon vào năm 1958 của Robert Noyce có nghĩa là hàng chục bóng bán dẫn có thể được đặt trên một con chip nhỏ. Máy tính mạch tích hợp đã kích thước nhỏ hơn, hoạt động nhanh hơn và có giá thành thấp hơn so với các bóng bán dẫn tiền nhiệm của chúng.

Đến năm 1964, IBM dẫn đầu thị trường máy tính nhưng có một vấn đề lớn: máy tính 7094 và 1401 do hãng sản xuất không tương thích với nhau. Một trong số chúng được dùng cho các phép tính phức tạp, nó sử dụng số học nhị phân trên các thanh ghi 36 bit, cái thứ hai sử dụng hệ thống số thập phân và các từ có độ dài khác nhau. Nhiều người mua có cả hai máy tính này và không thích việc chúng hoàn toàn không tương thích.

Khi đến lúc phải thay thế hai dòng máy tính này, IBM đã lao vào. Nó đã phát hành một dòng máy tính System/360 được bán dẫn, dành cho cả tính toán khoa học và thương mại. Dòng System/360 có nhiều cải tiến. Đó là cả một dòng máy tính để làm việc với một ngôn ngữ (hợp ngữ). Mỗi người mẫu mới có khả năng hơn người trước. Công ty đã có thể thay thế 1401 bằng 360 (model 30) và 7094 bằng 360 (model 75). Model 75 lớn hơn, nhanh hơn và đắt hơn, nhưng các chương trình được viết cho cái này có thể được sử dụng cho cái kia. Trong thực tế, các chương trình viết cho mô hình nhỏ được thực hiện bởi mô hình lớn mà không gặp nhiều khó khăn. Nhưng trong trường hợp chuyển phần mềm từ xe ô tô lớn có thể không có đủ bộ nhớ cho một cái nhỏ. Tuy nhiên, việc tạo ra một dòng máy tính như vậy vẫn là một thành tựu to lớn. Ý tưởng tạo ra các dòng máy tính nhanh chóng trở nên rất phổ biến và trong vòng vài năm, hầu hết các công ty máy tính đã tung ra hàng loạt máy tương tự với nhiều mức giá và tính năng khác nhau. Trong bảng Dưới đây là một số thông số của các mẫu đầu tiên thuộc dòng 360. Chúng ta sẽ nói sâu hơn về các mẫu khác của dòng này.

Các model đầu tiên của dòng IBM 360:

Một cải tiến khác trong 360 - đa chương trình. Một số chương trình có thể ở trong bộ nhớ máy tính cùng lúc và trong khi một chương trình đang chờ quá trình I/O kết thúc thì một chương trình khác đang chạy. Kết quả là tài nguyên bộ xử lý được sử dụng hiệu quả hơn.

Máy tính 360 là chiếc máy đầu tiên có thể mô phỏng hoàn toàn hoạt động của các máy tính khác. Các mô hình nhỏ có thể mô phỏng 1401 và các mô hình lớn hơn có thể mô phỏng 7094, vì vậy các lập trình viên có thể giữ nguyên các chương trình cũ của họ và sử dụng chúng với 360. Một số mô hình 360 ​​chạy các chương trình được viết cho 1401 nhanh hơn nhiều so với chính 1401, nên việc làm lại các chương trình trở nên vô nghĩa.

Các máy tính dòng 360 có thể mô phỏng các máy tính khác vì chúng được chế tạo bằng vi lập trình. Chỉ cần viết ba chương trình vi mô: một cho tập lệnh 360, một cho tập lệnh 1401 và một cho tập lệnh 7094. Yêu cầu về tính linh hoạt là một trong những lý do chính để sử dụng lập trình vi mô.

Máy tính 360 đã giải quyết được vấn đề nan giải giữa nhị phân và hệ thập phân cơ số: Máy tính này có 16 thanh ghi 32 bit cho số học nhị phân, nhưng bộ nhớ được tạo bằng byte, giống như 1401. 360 ​​sử dụng các hướng dẫn tương tự để di chuyển các bản ghi có kích thước khác nhau từ phần này sang phần khác của bộ nhớ, như cái 1401.

Dung lượng bộ nhớ của 360 là 2 24 byte (16 MB). Vào thời điểm đó, lượng bộ nhớ này dường như rất lớn. Dòng 360 sau đó được thay thế bằng dòng 370, rồi 4300, 3080, 3090. Tất cả các máy tính này đều có kiến ​​trúc tương tự nhau. Đến giữa những năm 1980, bộ nhớ 16 MB không còn đủ nữa và IBM phải từ bỏ một số khả năng tương thích để chuyển sang địa chỉ 32 bit cần thiết cho bộ nhớ 2,32 byte.

Người ta có thể nghĩ rằng vì máy có các từ và thanh ghi 32 bit nên chúng cũng có thể có địa chỉ 32 bit. Nhưng vào thời điểm đó, thậm chí không ai có thể tưởng tượng được một chiếc máy tính có dung lượng bộ nhớ là 16 MB. Đổ lỗi cho IBM vì thiếu tầm nhìn xa cũng giống như đổ lỗi cho các nhà sản xuất máy tính cá nhân hiện đại chỉ có địa chỉ 32-bit. Có lẽ trong vài năm nữa dung lượng bộ nhớ của máy tính sẽ lớn hơn 4 GB rất nhiều, khi đó địa chỉ 32 bit sẽ không đủ.

Thế giới máy tính mini có bước tiến lớn ở thế hệ thứ ba với việc sản xuất dòng máy tính PDP-11, kế thừa cho PDP-8 word 16-bit. Theo nhiều cách, máy tính PDP-11 là em trai của 360 và PDP-1 là em trai của 7094. Cả 360 ​​và PDP-11 đều có các thanh ghi, từ, bộ nhớ byte và trong cả hai dòng máy tính đều có giá khác nhau Và chức năng khác nhau. PDP-1 được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là trong các trường đại học và DEC tiếp tục dẫn đầu nhà sản xuất máy tính mini.

Thế hệ thứ tư - mạch tích hợp quy mô cực lớn (1980-?)

Vẻ bề ngoài mạch tích hợp quy mô rất lớn (VLSI) vào những năm 80, người ta đã có thể đặt hàng chục nghìn bóng bán dẫn đầu tiên, sau đó là hàng trăm nghìn và cuối cùng là hàng triệu bóng bán dẫn trên một bảng mạch. Điều này dẫn đến việc tạo ra các máy tính nhỏ hơn và nhanh hơn. Trước PDP-1, máy tính quá lớn và đắt tiền đến nỗi các công ty và trường đại học phải có những phòng ban đặc biệt ( trung tâm điện toán). Đến những năm 1980, giá máy tính giảm mạnh đến mức không chỉ các tổ chức mà cả các cá nhân cũng có cơ hội mua máy tính. Kỷ nguyên của máy tính cá nhân đã bắt đầu.

Máy tính cá nhân được yêu cầu cho những mục đích hoàn toàn khác so với những người tiền nhiệm của chúng. Chúng đã được sử dụng để xử lý văn bản, bảng tính và chạy các ứng dụng với cấp độ cao tính tương tác (chẳng hạn như trò chơi) mà máy tính lớn không thể đối phó được.

Những chiếc máy tính cá nhân đầu tiên được bán dưới dạng bộ dụng cụ. Mỗi bộ chứa bảng mạch in, một bộ mạch tích hợp thường bao gồm mạch Intel 8080, một số dây cáp, nguồn điện và đôi khi là ổ đĩa mềm 8 inch. Người mua phải tự mình lắp ráp máy tính từ những bộ phận này. Không có phần mềm nào được bao gồm trong máy tính. Người mua phải tự viết phần mềm. Sau đó, hệ điều hành CP/M xuất hiện, do Gary Kildall viết cho Intel 8080. Hệ điều hành này được đặt trên một đĩa mềm, bao gồm một hệ thống quản lý tập tin và một trình thông dịch để thực thi. lệnh tùy chỉnh, được gõ từ bàn phím.

Một máy tính cá nhân khác, Apple (và sau này là Apple II), được phát triển bởi Steve Jobs và Steve Wozniak. Máy tính này trở nên cực kỳ phổ biến đối với người dùng gia đình và trường học, khiến công ty táo người chơi nghiêm túc trên thị trường.

Quan sát những gì các công ty khác đang làm, IBM, lúc đó là công ty dẫn đầu thị trường máy tính, cũng quyết định bắt đầu sản xuất máy tính cá nhân. Nhưng thay vì thiết kế một máy tính dựa trên các thành phần riêng lẻ IBM từ đầu, lẽ ra phải mất quá nhiều thời gian, đã đưa cho một trong những nhân viên của mình, Philip Estridge, một số tiền lớn, yêu cầu anh ta phải đi đâu đó tránh xa những quan chức đang can thiệp của trụ sở công ty ở Armonk (New York), và không quay trở lại. cho đến khi một máy tính cá nhân hoạt động được tạo ra. Estridge mở một công ty khá xa trụ sở công ty (ở Florida), lấy Intel 8088 làm bộ xử lý trung tâm và tạo ra một máy tính cá nhân từ các thành phần khác nhau. Chiếc máy tính này (IBM PC) xuất hiện vào năm 1981 và trở thành chiếc máy tính được bán nhiều nhất trong lịch sử.

Tuy nhiên, IBM đã làm một việc mà sau này họ phải hối hận. Thay vì giữ bí mật về thiết kế của máy (hoặc ít nhất là bảo vệ mình bằng các bằng sáng chế) như thường lệ, công ty đã xuất bản các thiết kế hoàn chỉnh, bao gồm tất cả các mạch điện, trong một cuốn sách trị giá 49 đô la. Cuốn sách này được xuất bản để các công ty khác có thể sản xuất bo mạch thay thế cho PC IBM, từ đó làm tăng tính tương thích và mức độ phổ biến của máy tính này. Thật không may cho IBM, khi dự án IBM PC được biết đến rộng rãi, nhiều công ty bắt đầu sản xuất bản sao PC và thường bán chúng với giá rẻ hơn nhiều so với IBM (vì tất cả các bộ phận của máy tính đều có thể mua dễ dàng). Do đó bắt đầu sản xuất nhanh chóng máy tính cá nhân.

Mặc dù một số công ty (chẳng hạn như Commodore, Apple và Atari) sản xuất máy tính cá nhân sử dụng bộ xử lý của riêng họ thay vì của Intel, nhưng tiềm năng sản xuất PC IBM lớn đến mức các công ty khác phải chật vật. Chỉ một số ít trong số họ có thể tồn tại được và chỉ vì họ chuyên về những lĩnh vực hẹp, chẳng hạn như sản xuất máy trạm hoặc siêu máy tính.

Phiên bản đầu tiên của IBM PC được trang bị hệ điều hành MS-DOS, được sản xuất bởi Tập đoàn Microsoft nhỏ bé lúc bấy giờ. IBM và Microsoft cùng nhau phát triển các sản phẩm sau Hệ điều hành MS-DOS Hệ thống OS/2, tính năng đặc trưng cái mà đồ họa giao diện người dùng (Graphical User Interface, GUI), tương tự như giao diện táo Macintosh. Trong khi đó công ty Microsoft cũng đã phát triển phòng phẫu thuật riêng Hệ thống Windows, chạy trên MS-DOS, trong trường hợp OS/2 không có nhu cầu. OS/2 thực sự không được yêu cầu và Microsoft tiếp tục phát hành thành công hệ điều hành Windows, điều này gây ra mối bất hòa lớn giữa IBM và Microsoft. Truyền thuyết về việc Intel nhỏ bé và thậm chí còn nhỏ hơn Microsoft đã lật đổ được IBM, một trong những tập đoàn lớn nhất, giàu nhất và quyền lực nhất trong lịch sử thế giới, được kể chi tiết trong các trường kinh doanh trên khắp thế giới.

Thành công bước đầu của bộ xử lý 8088 là đáng khích lệ công ty intel cho những cải tiến hơn nữa của nó. Đặc biệt đáng chú ý là 386, ra mắt năm 1985, chiếc đầu tiên của dòng Pentium. Bộ xử lý Pentium hiện đại nhanh hơn nhiều so với 386, nhưng từ quan điểm kiến ​​trúc, chúng đơn giản là phiên bản mạnh hơn của 386.

Vào giữa những năm 80, máy tính CISC (Máy tính tập lệnh phức tạp) đã được thay thế bằng máy tính RISC (Máy tính tập lệnh rút gọn). Các lệnh RISC đơn giản hơn và nhanh hơn nhiều. Vào những năm 1990, các bộ xử lý siêu vô hướng xuất hiện có thể thực hiện nhiều lệnh đồng thời, thường không theo thứ tự xuất hiện trong chương trình.

Cho đến năm 1992, máy tính cá nhân là 8, 16 và 32 bit. Sau đó là chiếc Alpha 64-bit mang tính cách mạng của DEC, chiếc máy tính RISC tối thượng vượt xa tất cả các PC khác. Tuy nhiên, vào thời điểm đó, thành công thương mại của mô hình này hóa ra rất khiêm tốn - chỉ một thập kỷ sau, máy 64-bit mới trở nên phổ biến và sau đó chỉ trở thành máy chủ chuyên nghiệp.

Thế hệ thứ năm - máy tính vô hình

Năm 1981, chính phủ Nhật Bản công bố ý định phân bổ 500 triệu USD cho các công ty quốc gia để phát triển máy tính thế hệ thứ năm dựa trên công nghệ trí tuệ nhân tạo, được cho là sẽ thay thế những cỗ máy thế hệ thứ tư “chặt chẽ trong đầu”. Chứng kiến ​​các công ty Nhật Bản nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường Những khu vực khác nhau các ngành công nghiệp - từ máy ảnh đến dàn âm thanh nổi và tivi - các nhà sản xuất Mỹ và châu Âu hoảng loạn đổ xô yêu cầu các khoản trợ cấp tương tự và hỗ trợ khác từ chính phủ của họ. Tuy nhiên, bất chấp tiếng ồn lớn, dự án phát triển máy tính thế hệ thứ năm của Nhật Bản cuối cùng cũng bộc lộ sự mâu thuẫn và bị “đẩy vào ngăn kéo sau” một cách gọn gàng. Theo một nghĩa nào đó, tình huống này hóa ra gần giống với tình huống mà Babbage phải đối mặt: ý tưởng này đi trước thời đại đến mức không có đủ cơ sở công nghệ để thực hiện nó.

Tuy nhiên, cái có thể gọi là thế hệ máy tính thứ năm đã thành hiện thực, nhưng theo một cách rất bất ngờ - máy tính bắt đầu thu nhỏ lại nhanh chóng. mô hình quả táo Newton, xuất hiện vào năm 1993, đã chứng minh rõ ràng rằng một chiếc máy tính có thể nhét vừa một chiếc hộp có kích thước bằng một chiếc máy nghe băng cassette. Việc nhập chữ viết tay của Newton dường như làm phức tạp vấn đề, nhưng sau đó giao diện người dùng của các máy tương tự, ngày nay được gọi là thư ký điện tử cá nhân(Các cá nhân trợ lý phần kỹ thuật, PDA), hoặc đơn giản máy tính bỏ túi, đã được cải tiến và trở nên phổ biến rộng rãi. Nhiều máy tính bỏ túi ngày nay không kém phần mạnh mẽ so với những chiếc PC thông thường của hai hoặc ba năm trước.

Nhưng ngay cả máy tính bỏ túi cũng không trở thành một bước phát triển mang tính cách mạng thực sự. Nhiều Giá trị cao hơn gắn liền với cái gọi là máy tính “vô hình” - những máy tính được tích hợp bên trong thiết bị gia dụng, đồng hồ, thẻ ngân hàng và một số lượng lớn các thiết bị khác. Bộ xử lý loại này cung cấp chức năng mở rộng và phạm vi tùy chọn ứng dụng rộng rãi với mức giá rất hợp lý. Câu hỏi đặt ra là liệu có thể kết hợp các vi mạch này thành một thế hệ đầy đủ hay không (và có
chúng có từ những năm 1970) vẫn còn gây tranh cãi. Thực tế là chúng mở rộng khả năng của các thiết bị gia dụng và các thiết bị khác lên một mức độ lớn. Đã có ảnh hưởng máy tính vô hình về sự phát triển của ngành công nghiệp thế giới là rất lớn, và qua các năm nó sẽ tăng lên. Một trong những đặc điểm của loại máy tính này là phần cứng và phần mềm của nó thường được thiết kế bằng hợp tác phát triển.

Phần kết luận

Vì vậy, thế hệ đầu tiên bao gồm các máy tính dựa trên ống chân không (chẳng hạn như ENIAC), đến máy bán dẫn thứ hai ( IBM7094), đến chiếc thứ ba - những chiếc máy tính đầu tiên sử dụng mạch tích hợp ( IBM 360), thứ tư - máy tính cá nhân (dòng CPU Intel). Đối với thế hệ thứ năm, nó không còn gắn liền với một kiến ​​​​trúc cụ thể mà gắn liền với sự thay đổi mô hình. Máy tính của tương lai sẽ được tích hợp vào tất cả các thiết bị có thể tưởng tượng được và không thể tưởng tượng được, do đó, chúng sẽ thực sự trở nên vô hình. Họ
sẽ trở thành một phần vững chắc của cuộc sống hàng ngày - họ sẽ mở cửa, bật đèn, phân phát tiền và thực hiện hàng nghìn nhiệm vụ khác. Mô hình này được phát triển bởi Mark Weiser trong giai đoạn cuối hoạt động của ông, ban đầu được gọi là tin học hóa rộng rãi, nhưng ngày nay thuật ngữ “ tin học hóa tràn lan" Hiện tượng này hứa hẹn sẽ thay đổi thế giới một cách triệt để không kém gì cuộc cách mạng công nghiệp.

Dựa trên tài liệu từ cuốn sách “Kiến trúc máy tính” của E. Tannenbaum, tái bản lần thứ 5.

Một trong những phát minh vĩ đại nhất thời bấy giờ. Hàng tỷ người sử dụng máy tính trong cuộc sống hàng ngày trên khắp thế giới.

Trong nhiều thập kỷ, máy tính đã phát triển từ một thiết bị rất đắt tiền và chậm chạp thành những cỗ máy cực kỳ thông minh ngày nay với sức mạnh xử lý đáng kinh ngạc.

Không có một người nào được công nhận là người đã phát minh ra máy tính; nhiều người tin rằng Konrad Zuse và chiếc máy Z1 của ông là những người đầu tiên trong một chuỗi dài những đổi mới đã mang lại cho chúng ta máy tính. Konrad Zuse là người Đức nổi tiếng nhờ tạo ra thiết bị máy tính cơ học có thể lập trình tự do đầu tiên vào năm 1936. Z1 của Zuse được tạo ra với sự nhấn mạnh vào 3 yếu tố chính vẫn được sử dụng trong các máy tính hiện đại. Sau đó, Konrad Zuse đã tạo ra Z2 và Z3.

Những máy tính dòng Mark đầu tiên được chế tạo tại Harvard. MARK được tạo ra vào năm 1944 và chiếc máy tính này có kích thước bằng một căn phòng, dài 55 feet và cao 8 feet. MARK có thể thực hiện nhiều phép tính. Nó trở thành một phát minh thành công và được Hải quân Mỹ sử dụng cho đến năm 1959.

Máy tính ENIAC là một trong những tiến bộ quan trọng nhất trong điện toán. Nó được quân đội Mỹ đưa vào sử dụng trong Thế chiến thứ hai. Máy tính này sử dụng ống chân không thay vì động cơ điện và đòn bẩy để tính toán nhanh. Tốc độ của nó nhanh hơn hàng nghìn lần so với bất kỳ thiết bị điện toán nào khác vào thời điểm đó. Chiếc máy tính này rất lớn và có tổng chi phí là 500.000 USD. ENIAC được sử dụng cho đến năm 1955.

RAM hoặc Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên được giới thiệu vào năm 1964. RAM đầu tiên là một tấm phát hiện kim loại đặt cạnh ống chân không có chức năng phát hiện sự khác biệt về điện tích. Đó là một cách dễ dàng để lưu trữ hướng dẫn máy tính.

Có nhiều đổi mới vào năm 1940. Manchester đã phát triển Cơ sở Nghiên cứu Viễn thông. Đây là máy tính đầu tiên sử dụng chương trình được lưu trữ và nó đi vào hoạt động vào năm 1948. Manchester MARK Tôi tiếp tục sống vào năm 1951 và cho thấy sự tiến bộ to lớn.

UNIVAC được xây dựng bởi những người tạo ra ENIAC. Đó là chiếc máy tính nhanh nhất và sáng tạo nhất có khả năng xử lý nhiều phép tính. Đó là một kiệt tác của thời đại và được công chúng đánh giá cao.

IBM, máy tính cá nhân đầu tiên được sử dụng rộng rãi và sẵn có cho mọi người. IBM 701 là máy tính đa năng đầu tiên được IBM phát triển. Mới Ngôn ngữ máy tínhđược gọi là "Fortran" đã được sử dụng trong mẫu 704 mới. IBM 7090 cũng thành công rực rỡ và thống trị máy tính văn phòng trong 20 năm tiếp theo. Vào cuối những năm 1970 và 1980, IBM đã phát triển máy tính cá nhân được gọi là PC. IBM đã có ảnh hưởng rất lớn đến các máy tính được sử dụng ngày nay.

Với sự phát triển của thị trường máy tính cá nhân vào đầu và giữa những năm 1980, nhiều công ty nhận ra rằng giao diện đồ họa thân thiện với người dùng hơn. Điều này đã dẫn đến sự phát triển hệ điều hành dưới đặt tên là Windows, Microsoft. Phiên bản đầu tiên được gọi là Windows 1.0 và sau đó là Windows 2.0 và 3.0. Microsoft ngày càng trở nên phổ biến hơn ngày nay.

Ngày nay, máy tính cực kỳ mạnh mẽ và giá cả phải chăng hơn bao giờ hết. Trên thực tế, chúng đã thâm nhập vào mọi khía cạnh trong cuộc sống của chúng ta. Chúng được sử dụng như một công cụ giao tiếp và giao dịch mạnh mẽ. Tương lai của máy tính là rất lớn.