Окинув взглядом столетие компьютерной истории, мы увидим множество совершенно непохожих друг на друга устройств: от громоздких ламповых компьютеров начала пятидесятых до крохотных современных ноутбуков.
Какое именно устройство мы можем назвать компьютером, какие именно элементы и блоки должны входить в его состав?
Впервые ответ на этот вопрос был сформулирован американским ученым Джоном фон Нейманном в виде его знаменитой модели. «Компьютер фон Нейманна» включает в себя четыре основных типа устройств:
1. Вычисляющее логическое устройство. К этому классу относится процессор, а также все дополнительные микросхемы, размещенные на специализированных платах (процессоры видеокарты, звуковой платы и т. д.).
2. Устройство управления. Эту функцию тоже выполняет процессор, а также — набор микросхем материнской платы (чипсет).
3. Запоминающее устройство — накопитель для хранения компьютерной информации. В первую очередь это жесткий диск (винчестер), а также накопители CD-ROM и DVD.
4. Внешние устройства (периферия). Принтер, сканер, внешний модем, монитор, колонки — словом, все устройства, необходимые для ввода и вывода информации.
Устройство, удовлетворяющее всем этим требованиям, появилось лишь в начале 50-х годов (хотя «первым компьютером» в литературе чаще всего называют «вычислитель» EN1AC, созданный в 1946 году).
Однако история вычислительной техники началась задолго до создания EN1AC: первые считающие устройства были созданы еще в XVII веке. За «точку отсчета» чаще всего принимают дату создания Джоном Непером «счетных палочек» — прообраза логарифмической линейки.
С этого момента в мире сменилось всего шесть поколений вычислительных устройств:
Механические устройства. От первых «считающих машин» Однера, Паскаля, Лейбница и Бэббиджа — до коммерческих арифмометров. Устройства этого типа были построены на основе механических элементов — зубчатых колес и валиков — и предназначались для выполнения арифметических операций. Механические «вычислители» окончательно сошли со сцены лишь в 40-х годах XX столетия (хотя в России они применялись гораздо дольше).
Электромеханические устройства. В этих вычислителях «первую скрипку» по-прежнему играла механическая начинка, однако ее помощником стал электрический двигатель. По этому принципу был устроен «табулятор» американского инженера Германа Холлерита, а также — великое множество его преемников. Электромеханические вычислители активно использовались с начала до середины XX века. Первые «компьютеры» 30—40-х годов были построены на основе электромеханических реле.
Электронные устройства. В середине 40-х годов электромеханические реле были заменены электронными переключателями (лампами) — и с этого момента берет отсчет история нового типа компьютеров, к которому принадлежат и все современные вычислительные устройства. В компьютерной истории принято выделять пять поколений электронных компьютеров, в зависимости от типа использованного в них вычислительного элемента:
• Первое — 1943—1950. Вычислительный элемент — электронные лампы. Быстродействие — до нескольких десятков тысяч операций в секунду. «Большие» ЭВМ. Первые запоминающие устройства (перфокарты, перфолента).
• Второе — 1950—1964. Вычислительный элемент — транзисторы. Быстродействие — до 1—2 млн операций в секунду. Мини-ЭВМ.
• Третье — 1964—1971. Вычислительный элемент — интегральные схемы. Быстродействие — до 300 млн операций в секунду. Микро-ЭВМ, предназначенные для работы с одним пользователем. Первые операционные системы.
• Четвертое — 1971—... Вычислительный элемент — микропроцессоры. Быстродействие — миллиарды операций в секунду. Персональные ЭВМ. Готовые прикладные программы, графический интерфейс, использование технологии мультимедиа. Глобальные компьютерные сети.
