Hva er historien til databehandling. Sammendrag: Historien om utvikling av datateknologi

Fra og med antikken måtte folk telle. Først brukte de sine egne fingre eller småstein for å telle. Imidlertid er selv enkle regneoperasjoner med stort antall vanskelig for den menneskelige hjerne. Derfor ble det enkleste instrumentet for telling allerede i eldgamle tider oppfunnet - kulerammen, oppfunnet for mer enn 15 århundrer siden i Middelhavslandene. Denne prototypen av moderne kontoer var et sett med knokler spennt på stenger og ble brukt av kjøpmenn.

Kulestenger i aritmetisk forstand er desimaler. Hver knoke på den første stangen har en benevnelse på 1, på den andre stangen - 10, på den tredje stangen - 100, etc. Fram til 1600-tallet var kuleramme praktisk talt det eneste beregningsinstrumentet.

I Russland dukket den såkalte russiske kulerammen opp på 1500-tallet. De er basert på desimaltallsystemet og lar deg raskt utføre aritmetiske operasjoner (fig. 6)

Figur: 6. Kulekule

I 1614 oppfant matematikeren John Napier logaritmer.

Logaritmen er eksponenten som et tall må heves til (basen til logaritmen) for å få et annet spesifisert nummer. Napiers oppdagelse var at et hvilket som helst tall kan uttrykkes på denne måten, og at summen av logaritmene til to tall er lik logaritmen til produktet av disse tallene. Dette gjorde det mulig å redusere multiplikasjonsvirkningen til en enklere addisjon. Napier opprettet tabeller over logaritmer. For å multiplisere to tall, må du se på logaritmene i denne tabellen, legge til dem og finne tallet som tilsvarer denne summen, i den omvendte tabellen - antilogaritmer. På grunnlag av disse tabellene utviklet R. Bissakar og i 1657 uavhengig av ham i 1654 S. Partridge en rektangulær lysbildesregel: den viktigste beregningsenheten til en ingeniør frem til midten av det 20. århundre (fig. 7).

Figur: 7. Skyv regel

I 1642 oppfant Blaise Pascal en mekanisk summeringsmaskin ved hjelp av desimaltallsystemet. Hver desimal ble representert av et hjul med ti tenner, som representerer tallene fra 0 til 9. Det var totalt 8 hjul, det vil si at Pascals maskin var 8 bits.

Imidlertid var det ikke desimaltallet, men det binære tallsystemet som vant innen digital databehandling. Hovedårsaken til dette er at det i naturen er mange fenomener med to stabile tilstander, for eksempel "på / av", "det er spenning / ingen spenning", "falsk uttalelse / sann uttalelse", men det er ingen fenomener med ti stabile tilstander. Hvorfor er desimalsystemet så utbredt? Ja, rett og slett fordi en person har ti fingre på to hender, og de er praktiske å bruke til enkel muntlig telling. Men i elektronisk databehandling er det mye lettere å bruke et binært tallsystem med bare to stabile tilstander av elementer og de enkleste tabellene for tillegg og multiplikasjon. I moderne digitale datamaskiner - datamaskiner - brukes det binære systemet ikke bare til å skrive tall som det er nødvendig å utføre beregningsoperasjoner på, men også til å skrive kommandoene selv for disse beregningene og til og med hele operasjonsprogrammene. I dette tilfellet blir alle beregninger og operasjoner i en datamaskin redusert til de enkleste aritmetiske operasjonene på binære tall.

En av de første som viste interesse for det binære systemet var den store tyske matematikeren Gottfried Leibniz. I 1666, i en alder av tjue år, utviklet han i sitt arbeid "On the Art of Combinatorics" en generell metode som gjør at enhver tanke kan reduseres til presise formelle uttalelser. Dette åpnet muligheten for å overføre logikk (Leibniz kalte det tankelovene) fra ordets rike til matematikkens rike, hvor forholdet mellom objekter og utsagn bestemmes presist og definitivt. Dermed var Leibniz grunnleggeren av formell logikk. Han var engasjert i studiet av det binære tallsystemet. Samtidig ga Leibniz det en viss mystisk betydning: han assosierte tallet 1 med Gud og 0 med tomhet. Fra disse to tallene, etter hans mening, kom alt. Og ved hjelp av disse to tallene kan ethvert matematisk konsept uttrykkes. Leibniz var den første som antydet at et binært system kan bli et universelt logisk språk.

Leibniz drømte om å bygge en "universell vitenskap." Han ønsket å fremheve de enkleste begrepene ved hjelp av hvilke, i henhold til visse regler, begreper av hvilken som helst kompleksitet kan formuleres. Han drømte om å skape et universelt språk der noen tanker kunne skrives i form av matematiske formler. Jeg tenkte på en maskin som kunne utlede setninger fra aksiomer, om å konvertere logiske utsagn til aritmetiske. I 1673 opprettet han en ny type tilleggsmaskin - en mekanisk kalkulator som ikke bare legger til og trekker fra tall, men også multipliserer, deler, hever til en kraft og trekker ut firkantede og kubiske røtter. Den brukte et binært tallsystem.

Det universelle logiske språket ble opprettet i 1847 av den engelske matematikeren George Boole. Han utviklet proposisjonskalkulus, senere kalt boolsk algebra etter ham. Det er formell logikk oversatt til det strenge språket i matematikk. Formlene til boolsk algebra ligner ytre på formlene til algebraen som er kjent for oss fra skolen. Imidlertid er denne likheten ikke bare ekstern, men også intern. Boolsk algebra er en helt lik algebra som adlyder settet med lover og regler som ble vedtatt i etableringen. Det er et notasjonssystem som gjelder for ethvert objekt - tall, bokstaver og setninger. Ved å bruke dette systemet kan du kode eventuelle utsagn du vil bevise at de er sanne eller falske, og deretter manipulere dem som vanlige tall i matematikk.

Boole George (1815-1864) - Engelsk matematiker og logiker, en av grunnleggerne av matematisk logikk. Utviklet logikkens algebra (i verkene "Mathematical Analysis of Logic" (1847) og "Investigation of the Laws of Thinking" (1854)).

Den amerikanske matematikeren Charles Pearce spilte en enorm rolle i spredningen av boolsk algebra og dens utvikling.

Charles Pierce (1839–1914) var en amerikansk filosof, logiker, matematiker og naturforsker, kjent for sitt arbeid med matematisk logikk.

Temaet for betraktning i logikkens algebra er de såkalte utsagnene, dvs. eventuelle uttalelser som kan sies å være sanne eller falske: "Omsk er en by i Russland", "15 er et partall." Den første påstanden er sann, den andre er falsk.

Komplekse påstander hentet fra enkle ved å bruke kombinasjonene OG, ELLER, HVIS ... SÅ, negasjonen av IKKE, kan også være sant eller usant. Sannheten deres avhenger bare av sannheten eller falsken i de enkle utsagnene som danner dem, for eksempel: "Hvis det ikke er regn på gaten, kan du gå en tur." Hovedoppgaven til boolsk algebra er å studere denne avhengigheten. Det vurderes logiske operasjoner som tillater å bygge komplekse uttalelser fra enkle: negasjon (IKKE), konjunktjon (AND), disjunksjon (OR) og andre.

I 1804 oppfant J. Jacquard en vevemaskin for å lage tekstiler med store mønstre. Dette mønsteret ble programmert ved hjelp av et helt kort stansede kort - rektangulære pappkort. På dem ble informasjon om mønsteret registrert ved å stanse hull (perforeringer) i en bestemt rekkefølge. Under driften av maskinen føltes disse stansekortene ved hjelp av spesielle pinner. Det var på denne mekaniske måten informasjon ble lest fra dem for veving av det programmerte stoffmønsteret. Jaccard-maskinen var prototypen på de programmerte maskinene opprettet på 1900-tallet.

I 1820 utviklet Thomas de Colmar den første kommersielle tilleggsmaskinen som var i stand til å multiplisere og dele. Siden 1800-tallet har det blitt utbredt å legge til maskiner når man utfører komplekse beregninger.

I 1830 prøvde Charles Babbage å lage en universell analytisk motor som ville utføre beregninger uten menneskelig inngripen. For dette ble det introdusert programmer i den, som ble forhåndsinnspilt på stansede kort laget av tykt papir ved hjelp av hull laget på dem i en bestemt rekkefølge (ordet "perforering" betyr "hull i papir eller papp"). Prinsippene for programmering av Babbages analytiske motor ble utviklet i 1843 av Ada Lovelace, datteren til dikteren Byron.

Figur: 8. Charles Babbage

Figur: 9. Ada Lovelace

Den analytiske motoren må kunne huske data og mellomliggende resultater av beregninger, det vil si ha minne. Denne maskinen skulle inneholde tre hoveddeler: en enhet for lagring av tall skrevet med tannhjul (minne), en enhet for operasjoner på tall (aritmetisk enhet) og en enhet for operasjoner på tall ved hjelp av stansede kort (programkontrollenhet). Arbeidet med å lage en analytisk maskin ble ikke fullført, men ideene innebygd i den bidro til å bygge de første datamaskinene i det 20. århundre (oversatt fra engelsk, dette ordet betyr "kalkulator").

I 1880 V.T. Odner i Russland opprettet en mekanisk tilleggsmaskin med tannhjul, og satte i 1890 opp sin masseproduksjon. Senere, under navnet "Felix", ble den produsert til 50-tallet av XX-tallet (fig. 11).

Figur: 10. V.T. Odner

Figur: 11. Mekanisk tilleggsmaskin "Felix"

I 1888 opprettet Herman Hollerith (fig. 12) den første elektromekaniske beregnemaskinen - en tabulator, der informasjon som ble trykt på stansede kort (fig. 13) ble dekodet med en elektrisk strøm. Denne maskinen gjorde det mulig å redusere telletiden i USAs folketelling flere ganger. I 1890 ble Holleriths oppfinnelse først brukt ved den 11. amerikanske folketellingen. En jobb som 500 ansatte tidligere hadde gjort i 7 år, fullførte Hollerith og 43 assistenter på 43 tabulatorer på en måned.

I 1896 grunnla Hollerith et firma som heter Tabulating Machine Co. I 1911 ble dette selskapet slått sammen med to andre firmaer som spesialiserer seg på automatisering av statistisk databehandling, og dets moderne navn IBM (International Business Machines) mottok i 1924. Det ble et elektronisk selskap, en av verdens største produsenter av alle typer datamaskiner og programvare, en leverandør av globale informasjonsnettverk. Grunnleggeren av IBM var Thomas Watson Sr., som overtok selskapet i 1914, og effektivt opprettet og ledet IBM-selskapet i over 40 år. Siden midten av 1950-tallet har IBM tatt en ledende posisjon i det globale datamarkedet. I 1981 opprettet selskapet sin første personlige datamaskin, som ble industristandarden. På midten av 1980-tallet kontrollerte IBM omtrent 60% av verdens dataproduksjon.

Figur: 12. Thomas Watson Sr.

Figur: 13. Herman Hollerith

På slutten av 1800-tallet ble stanset tape oppfunnet - en papir- eller celluloidfilm der informasjon ble påført med en perforator i form av et sett med hull.

Det brede papirstanseteipen ble brukt i en monotypesetter, oppfunnet av T. Lanston i 1892. Monotypen besto av to uavhengige enheter: et tastatur og en støpeinnretning. Tastaturet ble brukt til å komponere skriveprogrammet på stanset bånd, og støpemaskinen laget typingen i samsvar med programmet som tidligere ble samlet på tastaturet fra en spesiell typografisk legering - gart.

Figur: 14. Hullkort

Figur: 15. Stanset tape

Setteren satte seg ved tastaturet, så på teksten på musikkstativet foran seg og trykket på de tilsvarende tastene. Når du treffer en av bokstavtastene, stanset nålene til perforeringsmekanismen ved hjelp av trykkluft en kombinasjon av hull i papirbåndet. Denne kombinasjonen tilsvarte et gitt brev, karakter eller mellomrom mellom dem. Etter hvert slag på nøkkelen flyttet papirbåndet ett trinn - 3 mm. Hver horisontale rad med hull på det stansede båndet tilsvarer en bokstav, karakter eller mellomrom mellom dem. Den ferdige (utstansede) spolen av stanset bånd ble overført til et støpeapparat, der informasjonen kodet på den også ble lest fra stanset bånd ved hjelp av trykkluft og et sett med bokstaver ble automatisk produsert. Dermed er monotypen en av de første programmerte maskinene i teknologihistorien. Det var en hot-dial maskin og til slutt vike for fototypesetting og deretter elektronisk oppringing.

Noe tidligere enn monotypien, i 1881, ble pianolaen (eller fonolaen) oppfunnet - et instrument for automatisk pianospill. Hun handlet også med trykkluft. I pianoet har hver nøkkel til et vanlig piano eller flygel en tilsvarende hammer som slår den. Alle hammerne sammen utgjør benkemusikktastaturet festet til pianotastaturet. Et bredt papirstanset bånd viklet på en rull er satt inn i pianoet. Hullene på det utstansede båndet er laget på forhånd mens pianisten spiller - dette er en slags "noter". Når pianoet fungerer, spoles det stansede båndet fra en rull til en annen. Informasjonen som er registrert på den leses opp ved hjelp av en pneumatisk mekanisme. Han aktiverer hammerne som tilsvarer hullene på det stansede båndet, får dem til å trykke på tastene og spille pianistens spill. Dermed var pianoet også en programmert maskin. Takket være de overlevende stansede kassettene ble pianospilleren restaurert og spilt inn på nytt moderne metoder stykket til slike bemerkelsesverdige pianister fra fortiden som komponisten A.N. Scriabin. Berømte komponister og pianister Rubinstein, Paderewski, Busoni brukte pianoet.

Senere ble informasjon lest fra stanset tape og stansede kort ved hjelp av elektriske kontakter - metallbørster, som, når de traff hullet, lukket den elektriske kretsen. Så ble børstene erstattet av fotoceller, og informasjonslesingen ble optisk, kontaktløs. Slik ble informasjon registrert og lest i de første digitale datamaskinene.

Logiske operasjoner er nært knyttet til hverdagen.

Ved hjelp av ett ELLER-element for to innganger, to OG-elementer for to innganger og et IKKE-element, er det mulig å bygge en logisk krets av en binær halvleder som er i stand til å utføre et binært tillegg av to enbit-binære tall (dvs. å følge reglene for binær aritmetikk):

0 +0 \u003d 0; 0 + 1 \u003d 1; 1 + 0 \u003d 1; 1 + 1 \u003d 0. Dermed tildeler den bærebiten.

Imidlertid inneholder en slik krets ikke en tredje inngang, som et bæresignal fra forrige bit av summen av binære tall kan påføres. Derfor brukes halvadderen bare i den minst signifikante biten av den logiske kretsen for å summere multi-bit binære tall, der det ikke kan være et bæresignal fra det forrige binære sifferet. En full binær adderer legger til to multi-bit binære tall, med tanke på bæresignalene fra tillegget i de forrige bitene.

Ved å koble binære tillegg i en kaskade, kan du få adderlogikk for binære tall på et hvilket som helst antall sifre.

Med noen modifikasjoner blir disse logiske kretsene brukt for å trekke fra, multiplisere og dele binære tall. Med deres hjelp er de aritmetiske enhetene til moderne datamaskiner bygget.

I 1937 opprettet George Stibitz (fig. 16) en binær adder fra vanlige elektromekaniske reléer - en enhet som er i stand til å utføre operasjonen for å legge til tall i binær kode. Og i dag er binæradderen fortsatt en av hovedkomponentene til hvilken som helst datamaskin, grunnlaget for dens aritmetiske enhet.

Figur: 16. George Stibitz

I 1937-1942. John Atanasoff (fig. 17) opprettet en modell av den første beregningsmaskinen som kjørte på vakuumelektroniske rør. Den brukte et binært tallsystem. Stansekort ble brukt til å legge inn data og levere resultatene av beregningene. Arbeidet med denne maskinen ble nesten fullført i 1942, men på grunn av krigen ble ytterligere finansiering avskåret.

Figur: 17. John Atanasoff

I 1937 opprettet Konrad Zuse (fig. 12) sin første datamaskin, Z1, basert på elektromekaniske releer. De første dataene ble lagt inn ved hjelp av tastaturet, og resultatet av beregningene ble vist på et panel med mange lyspærer. I 1938 opprettet K. Zuse en forbedret Z2-modell. Programmer ble introdusert i det ved hjelp av stanset tape. Den ble laget ved å stanse hull i brukt 35 mm film. I 1941 bygde K. Zuse en fungerende datamaskin Z3, og senere Z4, basert på det binære tallsystemet. De ble brukt til beregninger ved opprettelse av fly og missiler. I 1942 bestemte Konrad Zuse og Helmut Schreier å konvertere Z3 fra elektromekaniske releer til vakuumrør. En slik maskin skulle fungere 1000 ganger raskere, men det var ikke mulig å lage den - krigen forhindret.

Figur: 18. Konrad Zuse

I 1943-1944 ble Mark-1-datamaskinen opprettet ved en av bedriftene til IBM (IBM), i samarbeid med forskere fra Harvard University, ledet av Howard Aiken. Hun veide omtrent 35 tonn. Mark-1 var basert på bruk av elektromekaniske reléer og betjenes med tall kodet på stanset tape.

I opprettelsen ble ideene som Ch. Babbage la ned i sin analytiske maskin brukt. I motsetning til Stibitz og Zuse, skjønte Aiken ikke fordelene med det binære tallsystemet og brukte desimalsystemet i maskinen sin. Maskinen kan manipulere tall på opptil 23 sifre. Det tok henne 4 sekunder å multiplisere to slike tall. I 1947 ble Mark-2-maskinen opprettet, der det binære tallsystemet allerede var brukt. I denne maskinen tok addisjon og subtraksjon i gjennomsnitt 0,125 sekunder, og multiplikasjon tok 0,25 sekunder.

Abstrakt vitenskapelig algebra for logikk er nær det praktiske livet. Den lar deg løse en rekke ledelsesoppgaver.

Inngangs- og utgangssignalene til elektromagnetiske reléer, som utsagn i boolsk algebra, tar også bare to verdier. Når spolen er slått av, er inngangssignalet 0, og hvis det strømmer strøm gjennom spolen, er inngangssignalet 1. Når relékontakten er åpen, er utgangen 0, og hvis kontakten er lukket, er den 1.

Det er denne likheten mellom utsagn i boolsk algebra og oppførselen til elektromagnetiske releer som den berømte fysikeren Paul Ehrenfest la merke til. Tilbake i 1910 foreslo han å bruke boolsk algebra for å beskrive driften av relékretser i telefonsystemer. I følge en annen versjon tilhører ideen om å bruke boolsk algebra for å beskrive elektriske koblingskretser Peirce. I 1936 kombinerte grunnleggeren av moderne informasjonsteori, Claude Shannon, i sin doktoravhandling binært tallsystem, matematisk logikk og elektriske kretser.

Det er praktisk å angi forbindelser mellom elektromagnetiske releer i kretser ved hjelp av logiske operasjoner NOT, AND, OR, REPEAT (YES), etc. For eksempel implementerer seriekoblingen av relékontakter AND-operasjonen, og den parallelle tilkoblingen av disse kontaktene implementerer den logiske ELLER-operasjonen. Tilsvarende utføres operasjoner OG, ELLER, I elektroniske kretser, der rollen som reléer, lukking og åpning av elektriske kretser, utføres av berøringsfri halvlederelementer - transistorer opprettet i 1947-1948 av amerikanske forskere D. Bardin, W. Brattain og W. Shockley.

De elektromekaniske reléene gikk for sakte. Derfor begynte amerikanerne allerede i 1943 å utvikle en datamaskin basert på vakuumrør. I 1946 bygde Presper Eckert og John Mauchly (fig. 13) den første elektroniske digitale datamaskinen, ENIAC. Vekten var 30 tonn, den okkuperte 170 kvm. m område. I stedet for tusenvis av elektromekaniske reléer inneholdt ENIAC 18 000 vakuumrør. Maskinen telles i et binært system og utførte 5000 tilleggsoperasjoner eller 300 multiplikasjoner per sekund. Elektroniske rør i denne maskinen ble bygget ikke bare en aritmetikk, men også en minneenhet. Numeriske data ble lagt inn ved hjelp av stansede kort, mens programmer ble lagt inn i denne maskinen ved hjelp av plugger og typesettingsfelt, det vil si at tusenvis av kontakter måtte kobles til hvert nye program. Derfor tok det opptil flere dager å forberede seg på å løse et nytt problem, selv om selve problemet ble løst på få minutter. Dette var en av de største ulempene med en slik maskin.

Figur: 19. Presper Eckert og John Mauchly

Arbeidet til tre fremtredende forskere - Claude Shannon, Alan Turing og John von Neumann - ble grunnlaget for å skape strukturen til moderne datamaskiner.

Shannon Claude (født 1916) er en amerikansk ingeniør og matematiker, grunnleggeren av matematisk informasjonsteori.

I 1948 ga han ut verket "Matematisk kommunikasjonsteori", med sin teori om overføring og prosessering av informasjon, som inkluderte alle typer meldinger, inkludert de som overføres langs nervefibre i levende organismer. Shannon introduserte konseptet med mengden informasjon som et mål på usikkerheten i systemets tilstand, tatt når informasjon mottas. Han kalte dette målet for usikkerhet for entropi etter analogi med et lignende konsept i statistisk mekanikk. Når observatøren mottar informasjon, avtar entropien, det vil si graden av hans uvitenhet om systemets tilstand.

Turing Alan (1912-1954) - engelsk matematiker. Hovedarbeider - om matematisk logikk og beregningsmatematikk. I 1936-1937. skrev det sentrale verket "On Computable Numbers", der han introduserte konseptet med et abstrakt apparat, senere kalt "Turing machine". I denne enheten forventet han de grunnleggende egenskapene til en moderne datamaskin. Turing kalte enheten sin for en "universell maskin" fordi den måtte løse ethvert tillatt (teoretisk løsbart) matematisk eller logisk problem. Data må legges inn i den fra et papirbånd, delt inn i celler - celler. Hver slik celle må enten inneholde et symbol eller ikke. Turing-maskinen kunne behandle tegnene som ble skrevet inn fra båndet og endre dem, det vil si slette dem og skrive nye i henhold til instruksjonene som er lagret i internminnet.

Neumann John von (1903-1957) - Amerikansk matematiker og fysiker, en deltaker i utviklingen av atom- og hydrogenvåpen. Han ble født i Budapest og bodde i USA siden 1930. I sin rapport, publisert i 1945 og det første arbeidet med digitale elektroniske datamaskiner, identifiserte og beskrev han "arkitekturen" til den moderne datamaskinen.

I den neste maskinen - EDVAC - var det mer romslige internminnet i stand til å lagre ikke bare rådata, men også et beregningsprogram. Denne ideen - å lagre programmer til minne om maskiner - ble fremført sammen med Mauchly og Eckert av matematikeren John von Neumann. Han var den første som beskrev strukturen til en universell datamaskin (den såkalte "von Neumann-arkitekturen" til en moderne datamaskin). For allsidighet og effektiv drift, ifølge von Neumann, må en datamaskin inneholde en sentral aritmetisk-logisk enhet, en sentral styreenhet for alle operasjoner, en lagringsenhet (minne) og en inngangs- / utdataenhet, og programmer skal lagres i datamaskinens minne.

Von Neumann mente at en datamaskin skulle fungere på grunnlag av et binært tallsystem, være elektronisk og utføre alle operasjoner sekvensielt, den ene etter den andre. Disse prinsippene er kjernen i alle moderne datamaskiner.

Vakuumrørmaskinen løp betydelig raskere enn den elektromekaniske relémaskinen, men vakuumrørene i seg selv var upålitelige. De var ofte ute av drift. For å erstatte dem i 1947 foreslo John Bardeen, Walter Brattain og William Shockley å bruke svitsjelederelementene de oppfant - transistorer.

Bardeen John (1908–1991) var en amerikansk fysiker. En av grunnleggerne av den første transistoren (1956 Nobelprisen i fysikk sammen med W. Brattain og W. Shockley for oppdagelsen av transistoreffekten). En av forfatterne av den mikroskopiske teorien om superledningsevne (den andre Nobelprisen i 1957 sammen med L. Cooper og D. Sriffen).

Brattain Walter (1902–1987) - Amerikansk fysiker, en av skaperne av den første transistoren, vinner av 1956 Nobelprisen i fysikk.

Shockley William (1910–1989) - Amerikansk fysiker, en av skaperne av den første transistoren, vinner av 1956 Nobelprisen i fysikk.

I moderne datamaskiner grupperes mikroskopiske transistorer i en integrert kretsbrikke i systemer av "porter" som utfører logiske operasjoner på binære tall. Så for eksempel, med deres hjelp, er de binære tilleggene beskrevet ovenfor bygget, slik at du kan legge til flersifrede binære tall, trekke fra, multiplisere, dele og sammenligne tall med hverandre. Logiske "porter", som handler i henhold til visse regler, kontrollerer bevegelse av data og utførelse av instruksjoner i datamaskinen.

Forbedring av de første datamaskinmodellene førte i 1951 til opprettelsen av UNIVAC-datamaskinen, beregnet for kommersiell bruk. Det ble den første masseproduserte datamaskinen.

Den serielle rørcomputeren IBM 701, som dukket opp i 1952, utførte opptil 2200 multiplikasjoner per sekund.

IBM 701 datamaskin

Initiativet til å lage dette systemet tilhørte Thomas Watson Jr. I 1937 begynte han som en omreisende selger. Han avbrøt bare jobben sin hos IBM under krigen, da han var pilot i United States Air Force. Da han kom tilbake til arbeidet i selskapet i 1946, ble han visepresident og ledet IBM-selskapet fra 1956 til 1971. Mens han satt i IBMs styre, fungerte Thomas Watson som USAs ambassadør i Sovjetunionen fra 1979 til 1981.

Thomas Watson Jr.

I 1964 kunngjorde IBM etableringen av seks modeller av IBM 360-familien (System 360), som ble den første tredje generasjons datamaskiner. Modellene hadde et enkelt kommandosystem og skilte seg fra hverandre i mengde RAM og ytelse. Når man opprettet familiemodeller, ble det brukt en rekke nye prinsipper, som gjorde maskinene universelle og gjorde det mulig å bruke dem med like effektivitet både for å løse problemer innen ulike fagområder innen vitenskap og teknologi, og for behandling av data innen ledelse og virksomhet. IBM System / 360 (S / 360) er en familie av datamaskiner i hovedrammen. Videre utvikling IBM / 360 stål 370, 390, z9 og zSeries-systemer. I Sovjetunionen ble IBM / 360 klonet under navnet ES EVM. De var programvarekompatible med sine amerikanske kolleger. Dette gjorde det mulig å bruke vestlig programvare under forholdene til den underutviklede innenlandske "programmeringsindustrien".

IBM / 360 datamaskin

T. Watson Jr. og V. Lerson på IBM / 360-datamaskinen

Sovjetunionens første Small Electronic Counting Machine (MESM) basert på vakuumrør ble bygget i 1949–1951. under ledelse av akademiker S.A. Lebedev. Uavhengig av utenlandske forskere S.A. Lebedev utviklet prinsippene for å bygge en datamaskin med et program lagret i minnet. MESM var den første slike maskinen. Og i 1952-1954. Under hans ledelse ble det utviklet en BESM (High-Speed \u200b\u200bElectronic Counting Machine), som utførte 8000 operasjoner per sekund.

Lebedev Sergey Alekseevich

Opprettelsen av elektroniske datamaskiner ble ledet av de fremtredende sovjetiske forskerne og ingeniørene I.S. Brook, V.M. Glushkov, Yu.A. Bazilevsky, B.I. Rameev, L.I. Gutenmacher, N.P. Brusentsov.

Den første generasjonen sovjetiske datamaskiner inkluderer rørcomputere - BESM-2, Strela, M-2, M-3, Minsk, Ural-1, Ural-2, M- 20 ".

Den andre generasjonen av sovjetiske datamaskiner inkluderer halvledere små datamaskiner "Nairi" og "Mir", mellomstore datamaskiner for vitenskapelige beregninger og informasjonsbehandling med en hastighet på 5-30 tusen operasjoner per sekund "Minsk-2", "Minsk-22", "Minsk-32" "," Ural-14 "," Hrazdan-2 "," Hrazdan-3 "," BESM-4 "," M-220 "og kontrolldatamaskiner" Dnepr "," VNIIEM-3 ", samt ultra-rask BESM-6 med en ytelse på 1 million operasjoner per sekund.

Grunnleggerne av sovjetisk mikroelektronikk var forskere som emigrerte fra USA til Sovjetunionen: F.G. Staros (Alfred Sarant) og I.V. Berg (Joel Barr). De ble initiativtakere, arrangører og ledere av mikroelektronikksenteret i Zelenograd nær Moskva.

F.G. Staros

Datamaskiner av tredje generasjon på integrerte kretser dukket opp i Sovjetunionen i andre halvdel av 1960-tallet. Unified Computer System (ES EVM) og Small Computer System (SM EVM) ble utviklet og deres serieproduksjon ble organisert. Som nevnt ovenfor var dette systemet en klon av det amerikanske IBM / 360-systemet.

Evgeny Alekseevich Lebedev var en ivrig motstander av kopieringen av det amerikanske systemet IBM / 360, som startet på 1970-tallet, som i den sovjetiske versjonen ble kalt ES EVM. ES-datamaskiners rolle i utviklingen av innenlandske datamaskiner er tvetydig.

På den innledende fasen førte fremveksten av ES-datamaskiner til enhet av datasystemer, gjorde det mulig å etablere innledende programmeringsstandarder og organisere store prosjekter knyttet til implementering av programmer.

Prisen på dette var den omfattende begrensningen av deres egen opprinnelige utvikling og ble helt avhengig av ideene og konseptene til IBM, som var langt fra de beste på den tiden. Det brå skiftet fra brukervennlige sovjetiske maskiner til mye mer sofistikert IBM / 360-maskinvare og programvare resulterte i at mange programmerere måtte overvinne vanskeligheter knyttet til feil og feil fra IBM-utviklere. De første modellene av ES-datamaskiner hadde ofte dårligere ytelse enn innenlandske datamaskiner på den tiden.

På et senere tidspunkt, særlig på 80-tallet, ble den omfattende introduksjonen av ES-datamaskiner til en alvorlig brems for utviklingen av programvare, databaser og dialogsystemer. Etter kostbare og forhåndsplanlagte kjøp ble virksomheter tvunget til å bruke foreldede datasystemer. Parallelt utviklet det seg systemer på små maskiner og på personlige datamaskiner, som ble mer og mer populære.

På et senere tidspunkt, med begynnelsen av perestroika, fra 1988–89 flommet utenlandske PC-er landet vårt. Ingen tiltak kunne stoppe krisen i ES EVM-serien. Den innenlandske industrien klarte ikke å lage analoger eller erstatninger for ES-datamaskiner på en ny elementbase. Sovjetunionens økonomi tillot ikke på den tiden å bruke gigantiske økonomiske ressurser på å skape mikroelektronisk teknologi. Som et resultat var det en fullstendig overgang til importerte datamaskiner. Programmene for utvikling av innenlandske datamaskiner ble endelig begrenset. Det oppstod problemer med å overføre teknologier til moderne datamaskiner, modernisere teknologier, ansette og omskolere hundretusener av spesialister.

S.A. Lebedev var berettiget. Både i USA og over hele verden fulgte de deretter den veien han foreslo: på den ene siden blir superdatamaskiner opprettet, og på den annen side en rekke mindre kraftige datamaskiner som er orientert mot forskjellige applikasjoner - personlige, spesialiserte osv.

Den fjerde generasjonen av sovjetiske datamaskiner er basert på store (LSI) og veldig store (VLSI) integrerte kretser.

Et eksempel på store databehandlingssystemer fjerde generasjon ble multiprosessorkomplekset "Elbrus-2" med en hastighet på opptil 100 millioner operasjoner per sekund.

På 1950-tallet ble andre generasjon datamaskiner basert på transistorer opprettet. Som et resultat økte maskinens hastighet ti ganger, og størrelsen og vekten ble betydelig redusert. De begynte å bruke lagringsenheter på magnetiske ferrittkjerner som er i stand til å lagre informasjon på ubestemt tid, selv når datamaskiner ble slått av. De ble utviklet av Joy Forrester i 1951-1953. Store mengder informasjon ble lagret på eksterne medier som magnetbånd eller magnettrommel.

Første noensinne datateknologi Harddisken (winchester) ble utviklet i 1956 av en gruppe IBM-ingeniører ledet av Reynold B. Johnson. Enheten ble kalt 305 RAMAC - en tilfeldig tilgangsmetode for regnskap og kontroll. Stasjonen besto av 50 aluminiumsskiver med en diameter på ca. 24 cm (2,5 cm) og hver 2,5 cm tykke. Et magnetisk lag ble påført overflaten av aluminiumsplaten, hvor opptaket ble utført. Hele denne diskenes struktur på en felles akse roterte med en konstant hastighet på 1200 rpm i driftsmodus, og selve stasjonen okkuperte et område på 3x3,5 m. Den totale kapasiteten var 5 Mb. Et av de viktigste prinsippene som ble brukt i utformingen av RAMAC 305 var at hodene ikke berørte platens overflate, men svevde på en liten fast avstand. For å gjøre dette ble det brukt spesielle luftdyser som ledet strømmen til skiven gjennom små hull i hodeholderne og derved skapte et gap mellom hodet og overflaten på den roterende platen.

Winchester (harddisk) ga databrukere muligheten til å lagre veldig store mengder informasjon mens de raskt hentet dataene de trengte. Etter opprettelsen av harddisken i 1958 ble båndmedier forlatt.

I 1959 oppfant D. Kilby, D. Herney, K. Lehovets og R. Noyce (fig. 14) integrerte kretser (chips), der alle elektroniske komponenter, sammen med ledere, ble plassert i en silisiumplate. Bruken av brikker i datamaskiner har gjort det mulig å redusere strømstrømmen under bytte. Samtidig har beregningshastigheten tidoblet seg. Dimensjonene på maskinene har også redusert betydelig. Fremveksten av brikken tillot opprettelsen av tredje generasjon datamaskiner. Og i 1964 begynte IBM å produsere datamaskiner IBM-360 på integrerte kretser.

Figur: 14.D. Kilby, D. Herney, K. Lehovets og R. Noyce

I 1965 opprettet Douglas Engelbart (fig. 15) den første "musen" - en datamaskin håndholdt manipulator. Den ble først brukt i Apples Macintosh-PC, utgitt senere i 1976.

Figur: 19. Douglas Engelbart

I 1971 begynte IBM å produsere en datamaskindiskett, oppfunnet av Yoshiro Nakamatsu, en flyttbar diskett for permanent lagring av informasjon. Opprinnelig var disketten fleksibel, med en diameter på 8 inches og en kapasitet på 80 KB, deretter 5 inches. Den moderne 1,44 MB disketten, først utgitt av Sony i 1982, er plassert i et hardt plastdeksel og måler 3,5 tommer i diameter.

I 1969 begynte USA etableringen av et forsvarsdatanettverk - stamfar til den moderne verden internett-nettverk.

På 1970-tallet ble prikkmatriseskrivere utviklet for å skrive ut informasjon fra datamaskiner.

I 1971 opprettet Intel-ansatt Edward Hoff (figur 20) den første 4004 mikroprosessoren ved å plassere flere integrerte kretser på en enkelt silisiumform. Selv om det opprinnelig var ment for bruk i kalkulatorer, var det egentlig en komplett mikrocomputer. Denne revolusjonerende oppfinnelsen revolusjonerte konseptet med datamaskiner som store, tunge monstre. Mikroprosessoren gjorde det mulig å lage fjerde generasjons datamaskiner som passer på brukerens skrivebord.

Figur: 20. Edward Hoff

På midten av 1970-tallet begynte forsøk på å lage en personlig datamaskin (PC) - en datamaskin designet for en privat bruker.

I 1974 opprettet Edward Roberts (Fig. 21) den første Altair-PC-en som er basert på Intel 8080-mikroprosessor (Fig. 22). Men uten programvare var den ubrukelig: når alt kommer til alt, hjemme har ikke en privat bruker programmereren sin "for hånden".

Figur: 21. Edward Roberts

Figur: 22. Den første personlige datamaskinen Altair

I 1975 lærte to Harvard-studenter Bill Gates og Paul Allen om etableringen av Altair PC (fig. 23). De var de første som forsto det presserende behovet for å skrive programvare for personlige datamaskiner og innen en måned opprettet vi den for Altair PC basert på BASIC-språket. Samme år grunnla de Microsoft, som raskt tok ledelsen innen personlig dataprogramvare og ble det rikeste selskapet i verden.

Figur: 23. Bill Gates og Paul Allen

Figur: 24. Bill Gates

I 1973 utviklet IBM en magnetisk harddisk (harddisk) for en datamaskin. Denne oppfinnelsen gjorde det mulig å lage et langtidsminne med et stort volum som beholdes når datamaskinen slås av.

De første Altair-8800 mikrodatamaskinene var bare et sett med deler som fortsatt måtte monteres. I tillegg var de ekstremt upraktiske å bruke: de hadde ikke skjerm, tastatur eller mus. Informasjon ble angitt i dem ved hjelp av brytere på frontpanelet, og resultatene ble vist ved hjelp av LED-indikatorer. Senere begynte de å vise resultatene ved hjelp av en teletype - en telegrafmaskin med tastatur.

I 1976 opprettet den 26 år gamle ingeniøren Steve Wozniak fra Hewlett-Packard en helt ny mikrocomputer. Han var den første som brukte et skrivemaskinlignende tastatur for å legge inn data, og en vanlig TV for å vise informasjon. Tegn ble vist på skjermen hans i 24 linjer med 40 tegn hver. Datamaskinen hadde 8 KB minne, hvorav halvparten var opptatt av det innebygde BASIC-språket, og brukeren kunne bruke halvparten til å gå inn i programmene sine. Denne datamaskinen var betydelig bedre enn Altair-8800, som bare hadde 256 byte minne. S. Wozniak har gitt sin nye datamaskin en kontakt (den såkalte "slot") for tilkobling av ekstra enheter. Den første til å forstå og sette pris på utsiktene til denne datamaskinen var Steve Wozniaks venn - Steve Jobs (fig. 25). Han tilbød seg å organisere et firma for serieproduksjonen. De grunnla Apple 1. april 1976 og registrerte det offisielt i januar 1977. De kalte den nye datamaskinen Apple-I (fig. 26). I løpet av ti måneder klarte de å samle og selge rundt 200 eksemplarer av Apple-I.

Figur: 25. Steve Wozniak og Steve Jobs

Figur: 26. Personlig datamaskin Apple-I

På dette tidspunktet jobbet Wozniak allerede med å forbedre det. Den nye versjonen fikk navnet Apple-II (fig. 23). Datamaskinen ble laget i en plastkoffert, fikk grafikkmodus, lyd, farge, utvidet minne, 8 utvidelseskontakter (spor) i stedet for en. En kassettopptaker ble brukt til å lagre programmer. Grunnlaget for den første modellen til Apple II var, som i Apple I, en 6502 mikroprosessor fra MOS Technology med en klokkefrekvens på 1 megahertz. BASIC ble spilt inn i permanent minne. 4 KB RAM er utvidet til 48 KB. Informasjonen ble vist på et farge- eller svart-hvitt-TV som opererer i det amerikanske NTSC-standardsystemet. I tekstmodus ble 24 linjer vist, 40 tegn hver, og i grafisk modus var oppløsningen 280 x 192 piksler (seks farger). Den største fordelen med Apple II var muligheten til å utvide RAM-en opptil 48 KB og bruke 8 kontakter for tilkobling av ekstra enheter. Takket være bruken av fargegrafikk, kan den brukes til et bredt utvalg av spill (fig. 27).

Figur: 27. Personlig datamaskin Apple II

Takket være evnene har Apple II fått popularitet blant mennesker med et bredt utvalg av yrker. Brukerne ble ikke pålagt å ha kunnskap om elektronikk og programmeringsspråk.

Apple II var den første sanne personlige datamaskinen for forskere, ingeniører, advokater, forretningsmenn, husmødre og skolebarn.

I juli 1978 ble Disk II lagt til Apple II, og utvidet kapasiteten sterkt. Apple-DOS disk operativsystem ble opprettet for det. Og på slutten av 1978 ble datamaskinen igjen forbedret og utgitt under navnet Apple II Plus. Nå kan den brukes i forretningssfæren til å lagre informasjon, gjøre forretninger, hjelpe til med å ta beslutninger. Opprettelsen av slike anvendte programmer som tekstredigerere, arrangører, regneark begynte.

I 1979 opprettet Dan Bricklin og Bob Frankston VisiCalc, verdens første regneark. Dette verktøyet var best egnet for regnskapsberegninger. Den første versjonen ble skrevet for Apple II, som ofte bare ble kjøpt for å jobbe med VisiCalc.

Dermed har mikrodatamaskinen, i stor grad takket være Apple og dens grunnleggere Steven Jobs og Steve Wozniak, i løpet av få år blitt en personlig datamaskin for folk fra forskjellige yrker.

I 1981 dukket IBM PC-PC-en opp, som snart ble standarden for dataindustrien og fortrengte nesten alle konkurrerende modeller av PC-er fra markedet. Det eneste unntaket var Apple. I 1984 ble Apple Macintosh opprettet - den første datamaskinen med et grafisk grensesnitt, styrt av en mus. Takket være fordelene har Apple klart å holde seg i PC-markedet. Den har erobret utdannings- og publiseringsmarkedet, der Macintoshs enestående grafikkegenskaper brukes til setting og bildebehandling.

I dag kontrollerer Apple 8-10% av det globale PC-markedet, med de resterende 90% av IBM-kompatible PC-ene. De fleste Macintosh-datamaskiner er lokalisert i USA.

I 1979 dukket den optiske CD-en (CD) opp, utviklet av Philips og kun ment for å lytte til musikk.

I 1979 utviklet Intel 8088 mikroprosessor for personlige datamaskiner.

Personlige datamaskiner av IBM PC-modellen, opprettet i 1981 av en gruppe IBM-ingeniører under ledelse av William C. Lowe, har blitt utbredt. IBM PC hadde en Intel 8088-prosessor med en klokkefrekvens på 4,77 MHz, 16 Kb minne som kan utvides opp til 256 Kb, et operativsystem DOS 1.0. (fig. 24). Operativsystemet DOS 1.0 ble opprettet av Microsoft. I løpet av bare en måned klarte IBM å selge 241.683 IBM-PCer. Etter avtale med Microsoft-ledere betalte IBM skaperne av programmet et visst beløp for hver kopi av operativsystemet som er installert på IBM-PCen. Takket være populariteten til IBM PC ble Microsoft-lederne Bill Gates og Paul Allen snart milliardærer, og Microsoft tok ledelsen i programvaremarkedet.

Figur: 28. PC-modell IBM PC

IBM PC brukte prinsippet om åpen arkitektur, som tillot forbedringer og tillegg til eksisterende PC-design. Dette prinsippet betyr bruk av ferdige blokker og enheter i designen når du monterer en datamaskin, samt standardisering av metoder for tilkobling av dataenheter.

Prinsippet om åpen arkitektur bidro til den utbredte adopsjonen av IBM PC-kompatible klonmikrocomputere. Et stort antall selskaper over hele verden har vært engasjert i å montere dem fra ferdige blokker og enheter. Brukere kunne i sin tur uavhengig oppgradere mikrodatamaskinene sine og utstyre dem med ekstra enheter fra hundrevis av produsenter.

På slutten av 1990-tallet utgjorde IBM PC-kompatible datamaskiner 90% av PC-markedet.

IBM PC ble snart standarden for dataindustrien og kjørte nesten alle konkurrerende datamaskiner fra markedet. Det eneste unntaket var Apple. I 1984 ble Apple Macintosh opprettet - den første datamaskinen med et grafisk grensesnitt, styrt av en mus. Takket være fordelene har Apple klart å holde seg i PC-markedet. Det har erobret utdannings-, publiseringsmarkedet og utnyttet deres enestående grafikkfunksjoner for setting og bildebehandling.

I dag kontrollerer Apple 8-10% av det globale PC-markedet, med de resterende 90% av IBM-kompatible PC-ene. De fleste Macintosh-datamaskiner eies av amerikanske brukere.

I løpet av de siste tiårene av det 20. århundre har datamaskiner ganget hastigheten og mengden behandlet og lagret informasjon.

I 1965 foreslo Gordon Moore, en av grunnleggerne av Intel Corporation, en leder innen datamaskinintegrerte kretser - "chips", at antall transistorer i dem ville fordobles årlig. I løpet av de neste 10 årene gikk denne spådommen i oppfyllelse, og da antok han at dette tallet vil dobles hvert annet år. Faktisk dobles antallet transistorer i mikroprosessorer hver 18. måned. Nå kaller informatikere denne trenden Moores lov.

Figur: 29. Gordon Moore

Et lignende mønster observeres i utvikling og produksjon av RAM-enheter og informasjonslagringsenheter. For øvrig er jeg ikke i tvil om at når denne boken blir utgitt, vil mange digitale data om kapasitet og hastighet ha tid til å bli utdaterte.

Utviklingen av programvare har ikke ligget etter, uten hvilken det generelt er umulig å bruke en personlig datamaskin, og fremfor alt operativsystemer som gir interaksjon mellom brukeren og PC-en.

I 1981 utviklet Microsoft operativsystemet MS-DOS for sine personlige datamaskiner.

I 1983 ble den forbedrede IBM PC / XT personlige datamaskinen opprettet av IBM.

På 1980-tallet ble blekk- og laserskrivere i svart-hvitt og farger laget for å skrive ut informasjon fra datamaskiner. De overgår prikkmatriseskrivere betydelig når det gjelder kvalitet og utskriftshastighet.

I 1983-1993 fant sted det globale datanettverket Internett og e-post, som kunne brukes av millioner av brukere over hele verden.

I 1992 ga Microsoft ut operativsystemet Windows-3.1 for IBM PC-kompatible datamaskiner. Ordet "Windows" i oversettelse fra engelsk betyr "windows". Operativsystemet "vinduer" lar deg jobbe med flere dokumenter samtidig. Det er et såkalt "grafisk grensesnitt". Dette er et system for interaksjon med en PC, der brukeren håndterer de såkalte "ikonene": bilder som han kan kontrollere med en datamus. Dette grafiske grensesnittet og vindusvinduet ble først opprettet ved Xerox Research Center i 1975 og brukt på Apple-PCer.

I 1995 ga Microsoft ut operativsystemet Windows-95 for IBM PC-kompatible datamaskiner, mer avansert enn Windows-3.1, i 1998 - dets modifikasjon Windows-98, og i 2000 - Windows-2000, og i 2006 - Windows XP. Det er utviklet en rekke applikasjoner for dem: Word-tekstredigerer, Excel-regneark, et program for bruk av internett-systemet og e-post-e-post - Internet Explorer, en grafisk redigeringsmaling, standardapplikasjoner (kalkulator, klokke, oppringing), Microsoft Schedule-dagbok, universell platespiller, fonograf og laser platespiller.

De siste årene har det blitt mulig å kombinere tekst og grafikk med lyd og film på en personlig datamaskin. Denne teknologien kalles "multimedia". Disse multimedia-datamaskinene bruker optiske CD-ROM-er (Compact Disk Read Only Memory) som lagringsmedium. Utad skiller de seg ikke fra lyd-CD-ene som brukes i spillere og musikksentre.

Kapasiteten til en CD-ROM når 650 MB, når det gjelder kapasitet, har den en mellomposisjon mellom disketter og harddisk. En CD-stasjon brukes til å lese CDer. Informasjonen på CD-en blir spilt inn bare en gang pr industrielle forhold, men på en PC kan den bare leses. En rekke spill, leksikon, kunstalbum, kart, atlasser, ordbøker og oppslagsverk er publisert på CD-ROM. Alle er utstyrt med praktiske søkemotorer som lar deg raskt finne materialet du trenger. Minnekapasiteten til to CD-ROM-er er nok til å imøtekomme et leksikon større enn Great Soviet Encyclopedia.

På slutten av 1990-tallet ble CD-R skrivbare og optiske CD-RW-skrivbare optiske CD-er og stasjoner opprettet, slik at brukeren kunne lage lyd- og bildeopptak som de ønsket.

I løpet av 1990-2000, i tillegg til stasjonære PC-er, ble bærbare PC-er gitt ut i form av en bærbar koffert og enda mindre lommepalmtopp (håndholdte) - som navnet antyder, passer i lommen og håndflaten. Bærbare datamaskiner er utstyrt med en skjerm med flytende krystall plassert i hengslet lokk, mens håndflatene - på forsiden av saken.

I 1998-2000 ble miniatyr solid-state "flash-minne" (uten bevegelige deler) opprettet. For eksempel har Memory Stick dimensjonene og vekten til et tannkjøtt, og Panasonic SD har et frimerke. I mellomtiden er mengden minne, som kan lagres i vilkårlig lang tid, 64–128 MB og til og med 2–8 GB eller mer.

I tillegg til bærbare PC-er, blir superdatamaskiner opprettet for å løse komplekse problemer innen vitenskap og teknologi - vær- og jordskjelvsprognoser, beregninger av missiler og fly, kjernefysiske reaksjoner og dechiffrering av den menneskelige genetiske koden. De bruker fra flere til flere dusin mikroprosessorer som utfører parallelle beregninger. Den første superdatamaskinen ble utviklet av Seymour Cray i 1976.

I 2002 ble NEC Earth Simulator superdatamaskin bygget i Japan, og utførte 35,6 billioner operasjoner per sekund. Det er den raskeste superdatamaskinen i verden i dag.

Figur: 30. Seymour Cray

Figur: 31. Supercomputer Cray-1

Figur: 32. Supercomputer Cray-2

I 2005 utviklet IBM Blue Gene superdatamaskinen med en kapasitet på over 30 billioner operasjoner per sekund. Den inneholder 12 000 prosessorer og har tusen ganger mer kraft enn den berømte Deep Blue, som verdensmester Garry Kasparov spilte sjakk med i 1997. IBM og forskere ved Swiss Polytechnic Institute i Lausanne var banebrytende for en simulering av den menneskelige hjerne.

I 2006 fylte PC-er 25 år. La oss se hvordan de har endret seg gjennom årene. Den første av dem, utstyrt med en Intel-mikroprosessor, kjørte med en klokkehastighet på bare 4,77 MHz og hadde 16 KB RAM. Moderne PC-er utstyrt med en Pentium 4-mikroprosessor, opprettet i 2001, har en klokkehastighet på 3-4 GHz, 512 MB RAM - 1 GB og ikke-flyktig minne (harddisk) med et volum på ti og hundre GB og til og med 1 terabyte. Denne typen gigantiske fremskritt har ikke blitt observert i noen gren av teknologien, bortsett fra digital databehandling. Hvis den samme fremgangen var med å øke flyhastigheten, ville de lenge ha flydd med lysets hastighet.

Millioner av datamaskiner brukes i nesten alle sektorer av økonomien, industrien, vitenskap, teknologi, pedagogikk og medisin.

Hovedårsakene til denne fremgangen er den uvanlig høye mikrominiaturiseringen av digitale elektronikkutstyr og suksessen med programmering, noe som gjorde "kommunikasjon" til vanlige brukere med personlige datamaskiner enkel og praktisk.

GRUNNLEGG FOR PC

Folk har alltid følt behov for å telle. For å gjøre dette brukte de fingre, småstein, som ble stablet eller ordnet på rad. Antallet gjenstander ble løst ved hjelp av bindestreker, som ble trukket langs bakken, ved hjelp av hakk på pinner og knuter, som ble bundet på et tau.

Med økningen i antall varer som skulle telles, utviklingen av vitenskap og håndverk, ble det nødvendig å utføre de enkleste beregningene. Det eldste instrumentet som er kjent i forskjellige land er kuleramme (i det gamle Roma ble de kalt calculi). De lar deg utføre de enkleste beregningene på store tall. Abacus viste seg å være et så vellykket verktøy at den har overlevd fra gammel tid til nesten i dag.

Ingen kan angi nøyaktig tidspunkt og sted for fakturaene. Historikere er enige om at deres alder er flere tusen år, og deres hjemland kan være det gamle Kina, det gamle Egypt og det gamle Hellas.

1.1. NOVELLE

UTVIKLING AV DATAMASKINUTSTYR

Med utviklingen av eksakte vitenskaper var det et presserende behov for å gjennomføre et stort antall nøyaktige beregninger. I 1642 konstruerte den franske matematikeren Blaise Pascal den første mekaniske beregningsmaskinen, kjent som Pascals summeringsmaskin (figur 1.1). Denne maskinen var en kombinasjon av sammenlåsende hjul og stasjoner. Hjulene ble merket med tall fra 0 til 9. Da det første hjulet (enhetene) gjorde en full omdreining, ble det andre hjulet (tiere) automatisk aktivert; da det også nådde nummer 9, begynte det tredje hjulet å rotere osv. Pascals maskin kunne bare legge til og trekke fra.

I 1694 konstruerte den tyske matematikeren Gottfried Wilhelm von Leibniz en mer perfekt beregnemaskin (figur 1.2). Han var overbevist om at oppfinnelsen hans ville finne bred anvendelse ikke bare i vitenskapen, men også i hverdagen. I motsetning til Pascals maskin brukte Leibniz sylindere, ikke hjul og drivere. Sylindrene ble merket med tall. Hver sylinder hadde ni rader med fremspring eller tenner. I dette tilfellet inneholdt den første raden 1 fremspring, den andre - 2 og så videre opp til den niende raden, som inneholdt 9 fremspring. Sylindrene var bevegelige og ført til en viss posisjon av operatøren. Utformingen av Leibniz-maskinen var mer perfekt: den var i stand til å utføre ikke bare addisjon og subtraksjon, men også multiplikasjon, divisjon og til og med kvadratrot.

Det er interessant at etterkommere av dette designet overlevde til 70-tallet av XX-tallet. i form av mekaniske kalkulatorer (Felix-type tilleggsmaskin) og ble mye brukt til forskjellige beregninger (figur 1.3). Imidlertid allerede på slutten av XIX århundre. med oppfinnelsen av det elektromagnetiske reléet dukket de første elektromekaniske beregningsinnretningene opp. I 1887 oppfant Herman Gollerit (USA) en elektromekanisk tabulator for å skrive inn tall ved hjelp av stansede kort. Ideen om å bruke stansede kort ble bedt om å punktere jernbanepass med en stanser. Hullkortet med 80 kolonner han utviklet, gjennomgikk ikke vesentlige endringer og ble brukt som informasjonsbærer i de tre første generasjonene av datamaskiner. Gollerits tabulatorer ble brukt under den første folketellingen i Russland i 1897. Oppfinneren selv kom da til St. Petersburg med vilje. Siden den gang har elektromekaniske tabulatorer og andre lignende enheter blitt mye brukt i regnskap.

På begynnelsen av XIX århundre. Charles Babbage formulerte hovedbestemmelsene som skulle ligge til grunn for utformingen av en datamaskin av en fundamentalt ny type.

I en slik maskin bør det etter hans mening være et "lager" for lagring av digital informasjon, en spesiell enhet som utfører operasjoner på tall hentet fra "lageret". Babbage kalte et slikt apparat for en "mølle". En annen enhet tjener til å kontrollere rekkefølgen av operasjoner, overføring av tall fra "lageret" til "møllen" og omvendt, og til slutt må maskinen ha en innretning for å legge inn innledende data og sende ut resultatene av beregninger. Denne maskinen ble aldri bygget - bare modellene eksisterte (figur 1.4), men prinsippene bak den ble senere implementert i digitale datamaskiner.

Babbages vitenskapelige ideer fengslet datteren til den berømte engelske dikteren Lord Byron - grevinne Ada Augusta Lovelace. Hun la de første grunnleggende ideene om samspillet mellom forskjellige blokker på en datamaskin og rekkefølgen av å løse problemer på den. Derfor regnes Ada Lovelace med rette som verdens første programmerer. Mange konsepter introdusert av Ada Lovelace i beskrivelsene av verdens første programmer blir mye brukt av moderne programmerere.

Figur: 1.1. Pascals summeringsmaskin

Figur: 1.2. Leibniz tellemaskin

Figur: 1.3. Legger til maskin "Felix"

Figur: 1.4. Babbages bil

Begynnelsen på en ny æra i utviklingen av databehandlingsteknologi basert på elektromekaniske reléer begynte i 1934. Det amerikanske selskapet IBM (International Buisness Machins) begynte å produsere alfanumeriske tabulatorer som var i stand til å utføre multiplikasjonsoperasjoner. På midten av 30-tallet av XX-tallet. basert på tabulatorer, opprettes en prototype av det første lokalnettverket. I Pittsburgh (USA) installerte et varehus et system bestående av 250 terminaler forbundet med telefonlinjer med 20 tabulatorer og 15 skrivemaskiner for avtaler med kunder. I 1934 - 1936. Den tyske ingeniøren Konrad Zuse kom på ideen om å lage en universell datamaskin med programmert kontroll og lagre informasjon i en minneenhet. Han designet maskinen "Z-3" - det var den første programvarestyrte datamaskinen - prototypen til moderne datamaskiner (fig. 1.5).

Figur: 1.5. Zuse-datamaskin

Det var en binær stafettmaskin med 64 flytende minne. Parallell aritmetikk ble brukt i den aritmetiske enheten. Teamet inkluderte drifts- og adressedelene. Datainnføring ble utført ved hjelp av et desimaltastatur, en digital utgang ble gitt, samt automatisk konvertering av desimaltall til binære tall og omvendt. Hastigheten på tilleggsoperasjonen er tre operasjoner per sekund.

Tidlig på 40-tallet av det 20. århundre. i laboratoriene til IBM, sammen med forskere fra Harvard University, begynte utviklingen av en av de kraftigste elektromekaniske datamaskinene. Den fikk navnet MARK-1, inneholdt 760 tusen komponenter og veide 5 tonn (figur 1.6).

Figur: 1.6. RegnemaskinMERKE-1

RVM-1, bygget i 1957 i Sovjetunionen, bør betraktes som det siste største prosjektet innen reléberegning (BT), som var ganske konkurransedyktig med de daværende datamaskinene i en rekke oppgaver. Likevel, med advent av vakuumrøret, var dagene med elektromekaniske enheter nummerert. Elektroniske komponenter hadde stor overlegenhet i hastighet og pålitelighet, noe som bestemte den videre skjebnen til elektromekaniske datamaskiner. Eraen med elektroniske datamaskiner har kommet.

Overgangen til neste trinn i utviklingen av datateknologi og programmeringsteknologi ville vært umulig uten grunnleggende vitenskapelig forskning innen informasjonsoverføring og -behandling. Utviklingen av informasjonsteori er først og fremst assosiert med navnet Claude Shannon. Norbert Wiener blir med rette ansett som far til kybernetikk, og Heinrich von Neumann er skaperen av automatteorien.

Konseptet med kybernetikk ble født fra syntesen av mange vitenskapelige retninger: først som en generell tilnærming til beskrivelsen og analysen av handlingene til levende organismer og datamaskiner eller andre automater; for det andre, fra analogiene mellom oppførselen til lokalsamfunn av levende organismer og det menneskelige samfunn og muligheten for deres beskrivelse ved hjelp av den generelle teorien om kontroll; og til slutt fra syntesen av teorien om informasjonsoverføring og statistisk fysikk, som førte til den viktigste oppdagelsen som koblet mengden informasjon og negativ entropi i et system. Begrepet "kybernetikk" i seg selv kommer fra det greske ordet som betyr "styrmann", det ble først brukt av N. Wiener i moderne forstand i 1947. N. Wieners bok, der han formulerte de grunnleggende prinsippene for kybernetikk, kalles "Cybernetics or control and communication in dyr og bil ”.

Claude Shannon er en amerikansk ingeniør og matematiker som kalles far for moderne informasjonsteorier. Han beviste at arbeidet med brytere og releer i elektriske kretser kan representeres av algebra, oppfunnet på midten av 1800-tallet. av den engelske matematikeren George Boole. Siden den gang har boolsk algebra blitt grunnlaget for å analysere den logiske strukturen til systemer av enhver kompleksitet.

Shannon beviste at enhver støyende kommunikasjonskanal er preget av en maksimal informasjonsoverføringshastighet, kalt Shannon-grensen. Ved overføringshastigheter over denne grensen er feil i den overførte informasjonen uunngåelig. Ved hjelp av passende informasjonskodingsmetoder kan man imidlertid oppnå en vilkårlig liten feilsannsynlighet for hvilken som helst kanal som er støyende. Hans forskning var grunnlaget for utvikling av informasjonsoverføringssystemer over kommunikasjonslinjer.

I 1946 formulerte den strålende ungarsk-amerikanske matematikeren Heinrich von Neumann det grunnleggende konseptet med å lagre datamaskininstruksjoner i sitt eget interne minne, som fungerte som en enorm drivkraft for utviklingen av elektronisk databehandlingsteknologi.

Under andre verdenskrig tjente han som konsulent ved Los Alamos Atomic Center, hvor han beregnet den eksplosive detonasjonen av en atombombe og deltok i utviklingen av hydrogenbomben.

Neumann eier arbeider relatert til logisk organisering av datamaskiner, problemer med maskinminnets funksjon, selvreproduserende systemer osv. Han deltok i opprettelsen av den første elektroniske datamaskinen ENIAC, dataarkitekturen som ble foreslått av ham var grunnlaget for alle påfølgende modeller og kalles fortsatt så - "Von Neumann".

Jeg genererer datamaskiner... I 1946, i USA, ble arbeidet fullført med etableringen av ENIAC, den første datamaskinen basert på elektroniske komponenter (figur 1.7).

Figur: 1.7. Den første datamaskinenENIAC

Den nye maskinen hadde imponerende parametere: den brukte 18 tusen elektroniske rør, den okkuperte et område på 300 m 2, veide 30 tonn og forbrukte 150 kW kraft. Maskinen kjørte med en klokkefrekvens på 100 kHz og utførte tilleggsoperasjonen på 0,2 ms og multiplikasjon på 2,8 ms, som var tre størrelsesordener raskere enn relémaskinene kunne gjøre. Manglene ved den nye bilen ble raskt avslørt. I struktur lignet ENIAC-datamaskinen på mekaniske datamaskiner: et desimalsystem ble brukt; programmet ble skrevet manuelt på 40 typesettfelt; det tok uker å omkonfigurere kommuteringsfeltene. Under prøveoperasjonen viste det seg at påliteligheten til denne maskinen er veldig lav: feilsøking tok opptil flere dager. For inndata og utdata av data ble stansede bånd og stansede kort, magnetbånd og utskriftsenheter brukt. Konseptet med et lagret program ble implementert i datamaskiner fra 1. generasjon. Datamaskiner av den første generasjonen ble brukt til værvarsling, løsning av energiproblemer, militære oppgaver og andre viktige områder.

II generasjon datamaskiner.En av de viktigste fremskrittene som førte til revolusjonen i design av datamaskiner og til slutt til opprettelsen av personlige datamaskiner, var oppfinnelsen av transistoren i 1948. Transistoren, som er et elektronisk koblingselement (ventil), tar opp mye mindre plass og bruker betydelig mindre energi. gjør den samme jobben som en lampe. Datasystemer bygget på transistorer var mye mer kompakte, mer økonomiske og mye mer effektive enn vakuumrør. Overgangen til transistorer markerte begynnelsen på miniatyrisering, som muliggjorde fremveksten av moderne personlige datamaskiner (så vel som andre radiotekniske enheter - radioer, båndopptakere, TV-apparater, etc.). For maskiner av andre generasjon oppsto oppgaven med å programmere automatisering, siden gapet mellom tiden for utvikling av programmer og den faktiske beregningstiden økte. Den andre fasen i utviklingen av datateknologi på slutten av 50-tallet - tidlig på 60-tallet av XX-tallet. preget av opprettelsen av avanserte programmeringsspråk (Algol, Fortran, Cobol) og utviklingen av prosessen med å automatisere kontrollen av strømmen av oppgaver ved hjelp av selve datamaskinen, dvs. utvikling av operativsystemer.

Den gamle mannen hadde sitt eget beregningsinstrument - ti fingre på hendene. Mannen bøyde fingrene - brettet, ubøyd - trukket. Og mannen gjettet: for å telle, kan du bruke alt som kommer til hånden - småstein, pinner, bein. Så begynte de å knytte knuter på tauet, lage hakk på pinner og planker (figur 1.1).

Figur: 1.1. Knuter (og) og hakk på brettene ( b)

Kuleperiode. En abacom (gr. Abax - board) var en plate dekket med et støvlag, hvor linjer ble trukket med en skarp pinne, og noen gjenstander ble plassert i de resulterende kolonnene i henhold til posisjonsprinsippet. I V-IV århundrene. F.Kr. e. de eldste kjente kontoene ble opprettet - "Salamis-plaketten" (etter navnet på øya Salamis i Egeerhavet), som grekerne og Vest-Europa ble kalt "kuleramme". I det gamle Roma dukket kulerammen opp på 500-600-tallet. n. e. og ble kalt calculi eller abakuli. Kulrammen var laget av bronse, stein, elfenben og farget glass. En romersk kulramme av bronse, som rullestein beveger seg i vertikalt kuttede spor, har overlevd til i dag (figur 1.2).

Figur: 1.2.

I XV-XVI århundrene. i Europa var det vanlig å regne med linjer eller bord med poletter stablet på.

I det XVI århundre. der dukket russisk kuleramme med et desimaltallsystem. I 1828 viste generalmajor FM Svobodskaya ut den originale enheten, bestående av mange kontoer som er koblet sammen i en felles ramme (figur 1.3). Alle operasjoner ble redusert til addisjon og subtraksjon.

Figur: 1.3.

Perioden med mekaniske enheter. Denne perioden varte fra begynnelsen av det 17. til slutten av det 19. århundre.

I 1623 beskrev Wilhelm Schickard innretningen til en regnemaskin, der tillegg og subtraksjon ble mekanisert. I 1642 designet den franske mekanikeren Blaise Pascal den første mekaniske beregnemaskinen, Pascaline (figur 1.4).

I 1673 ble den første mekaniske datamaskinen opprettet av den tyske forskeren Goftrid Leibniz

Figur: 1.4.

shaya fire aritmetiske operasjoner (addisjon, subtraksjon, multiplikasjon og divisjon). I 1770, i Litauen, opprettet E. Jacobson en summeringsmaskin som bestemmer kvotienten og er i stand til å jobbe med femsifrede tall.

I 1801 - 1804 Den franske oppfinneren J.M. Jacquard var den første som brukte stansede kort for å kontrollere et automatisk vevstol.

I 1823 utviklet den engelske forskeren Charles Babbage et prosjekt for Difference Engine, som forutså den moderne programstyrte automatiske maskinen (figur 1.5).

I 1890 oppfant en innbygger i St. Petersburg, Wilgodt Odner, en tilleggsmaskin og satte opp produksjonen. I 1914 var det bare i Russland mer enn 22 tusen Odner-maskiner. I første kvartal av det 20. århundre. disse tilleggsmaskinene var de eneste matematiske maskinene som ble brukt mye i forskjellige felt av menneskelig aktivitet (figur 1.6).

Figur: 1.5. Babbages bil Fig. 1.6. Legger til maskin

Datoperiode. Denne perioden begynte i 1946 og fortsetter i dag. Det er preget av kombinasjonen av fremskritt innen elektronikk med nye prinsipper for å bygge datamaskiner.

I 1946, under ledelse av J. Mauchly og J. Eckert, ble den første datamaskinen, ENIAC, opprettet i USA (figur 1.7). Den hadde følgende egenskaper: lengde 30 m, høyde 6 m, vekt 35 t, 18 tusen vakuumrør, 1500 releer, 100 000 motstander og kondensatorer, 3500 op / s. Samtidig begynte disse forskerne å jobbe med en ny maskin - "EDVAC" (EDVAC - Electronic)

Figur: 1.7.

Discret Variable Automatic Computer - elektronisk automatisk kalkulator med diskrete variabler), hvis program skulle lagres i datamaskinens minne. Den skulle bruke kvikksølvrør som ble brukt i radar som internminne.

I 1949 ble EDSAC-datamaskinen bygget i Storbritannia med et program lagret i minnet.

Utseendet til de første datamaskinene er fortsatt kontroversielt. Dermed anser tyskerne den første datamaskinen for å være en maskin for artilleriberegninger, opprettet av Konrad Zuse i 1941, selv om den fungerte på elektriske reléer og derfor ikke var elektronisk, men elektromekanisk. For amerikanerne er dette ENIAC (1946, J. Mauchly og J. Eckert). Bulgarer mener at oppfinneren av datamaskinen er John (Ivan) Atanasov, som i 1941 i USA konstruerte en maskin for å løse systemer med algebraiske ligninger.

Britene, rotet gjennom de hemmelige arkivene, erklærte at den første elektroniske datamaskinen ble opprettet i 1943 i England og var ment å tyde forhandlingene til den tyske overkommandoen. Dette utstyret ble ansett så hemmelig at det etter krigen ble ødelagt etter ordre fra Churchill, og tegningene ble brent slik at hemmeligheten ikke falt i feil hender.

Tyskerne holdt sin hemmelige korrespondanse hver dag ved hjelp av Enigma-krypteringsmaskiner (Latin enigma - en gåte). Ved begynnelsen av andre verdenskrig visste britene allerede hvordan Enigma fungerte og lette etter måter å dekryptere meldingene på, men tyskerne hadde et annet krypteringssystem designet bare for de viktigste meldingene. Den ble laget av firmaet Lorenz i et lite antall eksemplarer av Schlusselsuzatz-40-maskinen (navnet oversettes som "cipher attachment"). Utad var det en hybrid av en konvensjonell teleskriver og et mekanisk kassaapparat. Teksten skrevet på tastaturet ble oversatt av teletypen til en sekvens av elektriske impulser og pauser mellom dem (hver bokstav tilsvarer et sett med fem impulser og "tomme mellomrom"). I "kasseapparatet" roterte to sett med fem tannhjul, som tilfeldig tilføyde hver bokstav to sett med fem pulser og hull. Hjulene hadde et annet antall tenner, og dette tallet kunne endres: tennene ble gjort bevegelige, de kunne forskyves til siden eller skyves på plass. Det var to "motor" -hjul til, som hver dreide sitt eget tannhjulsett.

Ved begynnelsen av overføringen av den krypterte meldingen informerte radiooperatøren adressaten om utgangsposisjonen til hjulene og antall tenner på hver av dem. Disse oppsettdataene ble endret før hver overføring. Ved å plassere de samme hjulsettene i samme posisjon på bilen sin, sørget den mottakende radiooperatøren for at de ekstra bokstavene automatisk ble trukket fra teksten, og skrivemaskinen skrev ut den originale meldingen.

I 1943 ble den elektroniske maskinen fra Colossus utviklet i England av matematikeren Max Newman. Hjulene på maskinen ble modellert av 12 grupper av elektroniske rør - tyratroner. Automatisk går over forskjellige versjoner av tilstandene til hver tyratron og deres kombinasjoner (en tyratron kan være i to tilstander - for å passere eller ikke passere en elektrisk strøm, det vil si for å gi en impuls eller pause), løste Kolossen den første innstillingen av girene til den tyske maskinen. Den første versjonen av Colossus hadde 1500 tyratroner, og den andre, som startet i juni 1944, hadde 2500. På en time “svelget” maskinen 48 km med utstanset tape, hvorpå operatører fylte rader med ener og nuller fra tyske meldinger, og behandlet 5000 bokstaver per sekund. Denne datamaskinen hadde et minne basert på lading og utlading av kondensatorer. Det tillot å lese den topphemmelige korrespondansen til Hitler, Kesselring, Rommel, etc.

Merk. En moderne datamaskin dekrypterer startposisjonen til Schlusselsuzatz-40-hjulene dobbelt så sakte som Colossus gjorde, så et problem som ble løst på 15 minutter i 1943 tar 18 timer for en Repyit PC! Faktum er at moderne datamaskiner er oppfattet som universelle, designet for å utføre en rekke oppgaver, og kan ikke alltid konkurrere med gamle datamaskiner som bare kan gjøre én handling, men veldig raskt.

Den første innenlandske elektroniske datamaskinen MESM ble utviklet i 1950. Den inneholdt mer enn 6000 elektroniske rør. Denne generasjonen datamaskiner inkluderer: "BESM-1", "M-1", "M-2", "M-3", "Strela", "Minsk-1", "Ural-1", "Ural- 2 "," Ural-3 "," M-20 "," Setun "," BESM-2 "," Hrazdan "(tabell 1.1). Hastigheten deres oversteg ikke 2-3 tusen op / s, kapasiteten til RAM var 2 K eller 2048 maskinord (1 K \u003d 1024) med en lengde på 48 binære tegn.

Tabell 1.1. Kjennetegn ved innenlandske datamaskiner

Karakter	Første generasjon				Andre generasjon
Rettet mot
Lengde ma-
dekkgran
wa (binære sifre)
Rask hastighet
				Ferritkjerne

Omtrent halvparten av den totale datamengden i verdens informasjonssystemer er lagret på mainframes. For disse formål, IBM tilbake på 1960-tallet. begynte å produsere datamaskiner 1ВМ / 360, 1ВМ / 370 (fig. 1.8), som ble utbredt i verden.

Med ankomsten av de første datamaskinene i 1950 oppstod ideen om å bruke datateknologi til kontroll av teknologiske prosesser. Databasert kontroll gjør det mulig å opprettholde prosessparametrene i en modus som er nær optimal. Som et resultat reduseres forbruket av materialer og energi, produktiviteten og kvaliteten økes, og en rask restrukturering av utstyr for produksjon av andre produkter sikres.

Figur: 1.8.

Pioneren innen industriell bruk av kontrollcomputere i utlandet var Digital Equipment Corp. (DEC), som i 1963 ga ut en spesialisert datamaskin "PDP-5" for styring av atomreaktorer. De opprinnelige dataene var målinger oppnådd som et resultat av analog-til-digital konvertering, hvor nøyaktigheten var 10-11 binære sifre. I 1965 produserte DEC-selskapet den første miniatyrdatamaskinen "PDP-8" på størrelse med et kjøleskap og kostet 20 tusen dollar, som en elementbase av integrerte kretser.

Før innføringen av integrerte kretser ble transistorer produsert hver for seg og måtte kobles til og loddes for hånd for å montere kretsene. I 1958 fant den amerikanske forskeren Jack Kilby ut hvordan man skulle få flere transistorer på en halvlederplate. I 1959 oppfant Robert Noyce (fremtidens grunnlegger av Intel) mer perfekt metode, som gjorde det mulig å lage transistorer på en plate, og alle nødvendige forbindelser mellom dem. De resulterende elektroniske kretsene ble kalt integrerte kretser, eller chips. Deretter økte antall transistorer som kunne plasseres per enhet av den integrerte kretsen omtrent to ganger hvert år. I 1968 introduserte Burroughs den første integrerte kretsdatamaskinen, og i 1970 begynte Intel å selge minneintegrerte kretser.

I 1970 ble et nytt skritt mot den personlige datamaskinen tatt - Marshian Edward Hoff fra Intel designet en integrert krets som ligner på funksjonen til den sentrale prosessorenheten til en hovedramme. Så den første dukket opp mikroprosessor Intel-4004, som ble solgt i slutten av 1970. Selvfølgelig var funksjonene til Intel-4004 mye mer beskjedne enn for en sentral prosessor for hovedrammen - den fungerte mye tregere og kunne bare behandle 4 biter informasjon om gangen (hovedrammeprosessorer behandlet 16 eller 32 bits om gangen). I 1973 ga Intel ut 8-biters Intel-8008 mikroprosessor, og i 1974 - den forbedrede versjonen Intel-8080, som til slutten av 1970-tallet. var standarden for mikrocomputerindustrien (tabell 1.2).

Tabell 1.2. Generasjoner av datamaskiner og deres hovedegenskaper

Generasjon				Fjerde (siden 1975)
Datamaskinelementbase	Elektroniske lamper, releer	Transistorer, parametroner		Ekstra store IC-er (VLSI)
CPU-ytelse	Opptil 3 10 5 op / s	Opptil 3 10 6 op / s	Opptil 3 10 7 op / s	3 10 7 op / s
RAM-type (RAM)	Utløsere, ferritt kjerner	Miniatyr ferritt kjerner	Semiconductor på	Semiconductor på
				Mer enn 16 MB
Typiske datamaskiner generasjoner		Liten, middels, stor, spesiell	mini- og mikrocomputer	Superdatamaskin, PC, spesielle, generelle, datanettverk
Typiske generasjonsmodeller		IBM 7090, BESM-6		BH-2, 1VM RS / HT / AT, RB / 2, Sgau, nettverk
Karakteristisk programvare sikkerhet	Koder, autokoder, monterere	Programmeringsspråk, sendere, ACS, APCS	PPP, DBMS, CAD, Java, drift	DB, ES, parallelle programmeringssystemer

Generasjonene av datamaskiner bestemmes av elementbasen (lamper, halvledere, mikrokretser i forskjellige grader av integrasjon (figur 1.9)), arkitektur og databehandlingsevne (tabell 1.3).

Tabell 1.3. Funksjoner av datorgenerasjoner

Generasjon	Funksjoner:
Jeg generasjon (1946-1954)	Anvendelse av vakuumrørteknologi, bruk av minnesystemer på kvikksølvforsinkelseslinjer, magnetiske trommer, katodestrålerør. For datainput-output ble det brukt stansede bånd og stansede kort, magnetbånd og utskriftsenheter
II generasjon (1955-1964)	Bruke transistorer. Datamaskiner har blitt mer pålitelige og raskere. Med fremkomsten av magnetisk kjerneminne har syklusen redusert til titalls mikrosekunder. Hovedprinsippet i strukturen er sentralisering. Høyytelsesbåndsenheter, magnetiske lagringsenheter dukket opp
III generasjon (1965-1974)	Datamaskiner ble designet på grunnlag av integrerte kretser med liten grad av integrasjon (MIS fra 10 til 100 komponenter per chip) og en middels grad av integrasjon (SIS fra 10 til 1000 komponenter per chip). På slutten av 1960-tallet. mini-datamaskiner dukket opp. I 1971 dukket den første mikroprosessoren opp
IV generasjon (siden 1975)	Bruk av store integrerte kretser (LSIer fra 1000 til 100 tusen komponenter per chip) og veldig store integrerte kretser (VLSI fra 100 000 til 10 millioner komponenter per chip) i opprettelsen av datamaskiner. Hovedvekten i etableringen av datamaskiner er lagt på deres "intelligens", så vel som på arkitekturen som er fokusert på prosessering av kunnskap

a B C

Figur: 1.9. Datamaskinelementbase: og - elektrisk lampe; b - transistor;

i - integrert mikrokrets

Den første mikrocomputeren var Altair-8800, opprettet i 1975 av et lite selskap i Albuquerque, New Mexico, basert på Intel-8080 mikroprosessor. På slutten av 1975 opprettet Paul Allen og Bill Gates (fremtidige grunnleggere av Microsoft) en Basic-tolk for Altair-datamaskinen, noe som gjorde det enkelt for brukere å skrive programmer.

Deretter dukket datamaskinene “TRS-80 RS”, “PET RS” og “Apple” opp (figur 1.10).

Figur: 1.10.

Den innenlandske industrien produserte DEC-kompatible (dialog databehandlingssystemer DVK-1, ..., DVK-4 basert på Electronic MC-101, Elektronika 85, Elektronika 32 datamaskiner) og IBM PC-kompatibel (EU 1840 - EC 1842, EC 1845, EC 1849, EC 1861, Iskra 4861), som var signifikant dårligere i karakteristikkene ovenfor.

Nylig er personlige datamaskiner produsert av amerikanske firmaer viden kjent: Compaq Computer, Apple (Macintosh), Hewlett Packard, Dell, DEC; av britiske firmaer: Spectrum, Amstard; av det franske firmaet Micra; av det italienske firmaet Olivetty; Japanske firmaer: Toshiba, Panasonic, Partner.

Personlige datamaskiner fra IBM (International Business Machines Corporation) er for tiden de mest populære.

I 1983 dukket IBM PC XT med en innebygd harddisk opp, og i 1985 IBM PC AT basert på 16-biters Intel 80286-prosessor (figur 1.11).

I 1989 ble Intel 80486-prosessoren utviklet med modifikasjoner 486SX, 486DX, 486DX2 og 486DX4. Klokkehastighetene til 486DX-prosessorene er 33, 66 og 100 MHz, avhengig av modell.

Den nye familien av IBM PC-modeller fikk navnet PS / 2 (Personal System 2). De første modellene i PS / 2-familien brukte Intel 80286-prosessoren og kopierte faktisk AT-PC-en, men basert på en annen arkitektur.

I 1993 dukket Pentium-prosessorer med 60 og 66 MHz klokkefrekvenser opp.

I 1994 begynte Intel å produsere Pentium-prosessorer med klokkehastigheter på 75, 90 og 100 MHz. I 1996 økte klokkehastigheten til Pentium-prosessorer til 150, 166 og 200 MHz (figur 1.12).

Systematisk

Mus-type manipulator

Figur: 1.12. Multimedia datamaskinkonfigurasjon

I 1997 ga Intel ut en ny Pentium MMX-prosessor med klokkehastigheter på 166 og 200 MHz. Forkortelsen ММХ betydde at denne prosessoren er optimalisert for å fungere med grafikk og videoinformasjon. I 1998 kunngjorde Intel 266 MHz Celeron-prosessoren.

Siden 1998 har Intel kunngjort en 450 MHz-versjon av Pentium® II Cheop ™ -prosessor (tabell 1.4).

Tabell 1.4. IBM-datamaskiner

datamaskin	prosessor	Klokkefrekvens, MHz	operativt

I lang tid har prosessorprodusenter, først og fremst Intel og AMD, økt klokkefrekvensen for å forbedre prosessorytelsen. Imidlertid, med en klokkehastighet på over 3,8 GHz, overopphetes sjetongene, og du kan glemme fordelene. Nye ideer og teknologier var påkrevd, hvorav den ene var ideen om å skape flerkjernede chips. I en slik brikke fungerer to eller flere prosessorer parallelt, noe som gir større ytelse ved en lavere klokkefrekvens. Det nåværende utførende programmet deler databehandlingsoppgaver i begge kjerner. Dette er mest effektivt når både operativsystemet og applikasjonsprogrammene er designet for å kjøre parallelt, for eksempel for grafikkbehandling.

En flerkjernearkitektur er en variant av en prosessorarkitektur som har plass til to eller flere Pentium® "utførelse" eller beregningskjerner i en enkelt prosessor. En flerkjerneprosessor er koblet til en prosessorkontakt, men operativsystemet behandler hver av kjøringskjernene som en egen logisk prosessor med alle de tilsvarende kjøringsressursene (figur 1.13).

Denne implementeringen er basert på intern arkitektur prosessor er basert på en splitt og erobringsstrategi. Med andre ord, skille

Figur: 1.13.

ved å utføre beregningsarbeid utført i tradisjonelle mikroprosessorer av en enkelt Pentium-kjerne, mellom flere Pentium-kjørekjerner, kan en flerkjerneprosessor gjøre mer arbeid i et gitt tidsintervall. For å gjøre dette må programvaren (programvaren) støtte lastbalansering mellom flere kjøringskjerner. Denne funksjonaliteten kalles parallellisme på trådnivå, eller organisering av threading, og applikasjonene og operativsystemene som støtter det (for eksempel Microsoft Windows XP) kalles multithreading.

Multi-core påvirker også samtidig drift av standardapplikasjoner. For eksempel kan en prosessorkjerne være ansvarlig for et program som kjører i bakgrunnen mens et antivirusprogram bruker en andre kjerne. I praksis utfører ikke tokjerneprosessorer beregninger dobbelt så raskt som enkeltkjerne: selv om ytelsesgevinsten viser seg å være betydelig, avhenger det av typen applikasjon.

De første prosessorer med to kjerner kom på markedet i 2005. Over tid har flere og flere etterfølgere dukket opp. Derfor har de "gamle" prosessorer med to kjerner falt i pris i dag. De finnes på datamaskiner som starter på $ 600, og bærbare datamaskiner som starter på $ 900. Datamaskiner med moderne dual-core chips koster omtrent $ 100, mer enn modeller med "eldre" chips. En av hovedutviklerne av flerkjerneprosessorer er Intel Corporation.

Før fremkomsten av dual-core chips tilbød produsenter single-core prosessorer med muligheten til å utføre flere programmer parallelt. Noen Pentium 4-serieprosessorer hadde Hyper-Threading, som returnerer en verdi i byte og inneholder de logiske og fysiske identifikatorene til den nåværende prosessen. Det kan sees på som forgjengeren til Dual-Core-arkitekturen, som består av to optimaliserte kjøringer for mobil. Dual-Core betyr at mens en kjerne er opptatt med å starte et program, eller for eksempel å se etter virusaktivitet, vil en annen kjerne være tilgjengelig for å utføre andre oppgaver, for eksempel kan en bruker surfe på Internett eller jobbe med et bord. Selv om prosessoren hadde en fysisk kjerne, ble brikken designet slik at den kunne utføre to programmer samtidig (figur 1.14).

Kontrollpanel

QNX Neutrino RTOS (ett eksemplar)

Kommandolinjegrensesnitt (kjerner 0 og 1)

Routing (kjerner 0 og 1)

Ledelse, administrasjon og vedlikehold (kjerner 0 og 1)

Dashboard-maskinvare

Dashbordovervåking (kjerner 0 og 1)

Figur: 1.14. Ordningen med å bruke multibearbeiding

i kontrollpanelet

Operativsystemet gjenkjenner en slik brikke som to separate prosessorer. Konvensjonelle prosessorer behandler 32 bits per klokkesyklus. De siste brikkene klarer å behandle dobbelt så mye data i en klokkesyklus, det vil si 64 bits. Denne fordelen er spesielt merkbar når du behandler store datamengder (for eksempel når du behandler fotografier). Men for å kunne bruke det, må operativsystemet og applikasjonene støtte nøyaktig 64-biters behandlingsmodus.

Under spesialutviklede 64-biters versjoner av Windows XP og Windows Vista lanseres 32- og 64-biters programmer avhengig av behovet.

Tidlige tellere og enheter

Menneskeheten har lært å bruke de enkleste beregningsapparatene for tusenvis av år siden. Det mest populære var behovet for å bestemme antall varer som ble brukt i byttehandel. En av de enkleste løsningene var å bruke vektekvivalenten til en variabel gjenstand, som ikke krevde en nøyaktig omberegning av antall komponenter. For disse formål ble den enkleste balansebalansen brukt, som dermed ble en av de første enhetene for kvantitativ massebestemmelse.

Prinsippet om ekvivalens ble mye brukt i en annen, kjent for mange, den enkleste beregningsenheten Abacus eller Abacus. Antall gjenstander som skal telles tilsvarte antall knokler på dette instrumentet som ble flyttet.

Perler som brukes i utøvelsen av mange religioner, kan være et relativt komplisert apparat for telling. Den troende telte, som om han regnet med perlene, antallet bønner som ble uttalt på perlene, og når han passerte hele rosenkransen, flyttet han spesielle kornteller på en separat hale, noe som betyr antall tellede sirkler.

Med oppfinnelsen av tannhjul dukket det opp mye mer sofistikerte databehandlingsenheter. Antikythera-mekanisme, oppdaget på begynnelsen av 1900-tallet, som ble funnet på stedet for vraket til et gammelt skip som sank rundt 65 f.Kr. e. (ifølge andre kilder i eller til og med 87 f.Kr.) visste han til og med å simulere bevegelse av planeter. Antagelig ble den brukt til kalenderberegninger for religiøse formål, forutsi sol- og måneformørkelser, bestemme tidspunktet for såing og høsting, etc. Beregningene ble utført ved å koble til mer enn 30 bronseskiver og flere hjul; for å beregne månefasene ble differensialoverføring brukt, oppfinnelsen av som forskerne lenge tilskrevet ikke tidligere enn det XVI århundre. Imidlertid, med antikkens avgang, ble ferdighetene til å lage slike enheter glemt; det tok omtrent halvannet tusen år før folk igjen lærte å lage mekanismer som var like i kompleksitet.

"Counting Hours" av Wilhelm Schickard

Dette ble fulgt av bilene til Blaise Pascal (Pascaline, 1642) og Gottfried Wilhelm Leibniz.

ANITA Mark VIII, 1961

I Sovjetunionen på den tiden var den mest kjente og utbredte kalkulatoren den mekaniske tilleggsmaskinen "Felix", som ble produsert fra 1929 til 1978 på fabrikker i Kursk (anlegg "Schetmash"), Penza og Moskva.

Ankomsten av analoge datamaskiner i førkrigsårene

Hovedartikkel: Historien om analoge datamaskiner

Differensialanalysator, Cambridge, 1938

Første elektromekaniske digitale datamaskiner

Z-serien av Konrad Zuse

Reproduksjon av Zuse Z1 datamaskinen på Museum of Technology, Berlin

Zuse og hans firma bygde andre datamaskiner, som hver begynte med store bokstaver Z. De mest kjente maskinene var Z11, som ble solgt til den optiske industrien og universitetene, og Z22, den første datamaskinen med magnetisk lagringsmedium.

British Colossus

I oktober 1947 bestemte styremedlemmene for Lyons & Company, et britisk selskap som eide en kjede av butikker og restauranter, å ta en aktiv rolle i utviklingen av kommersiell datamaskinutvikling. LEO I-datamaskinen begynte å fungere i 1951 og var den første i verden som regelmessig ble brukt til rutinemessig kontorarbeid.

University of Manchester-bilen var prototypen for Ferranti Mark I. Den første slike bilen ble levert til universitetet i februar 1951, og minst ni andre ble solgt mellom 1951 og 1957.

Andregenerasjons datamaskin, IBM 1401, produsert på begynnelsen av 1960-tallet, okkuperte omtrent en tredjedel av det globale datamarkedet, med mer enn 10.000 av disse maskinene solgt.

Bruken av halvledere har forbedret ikke bare den sentrale prosessoren, men også perifere enheter. Den andre generasjonen lagringsenheter var i stand til å lagre titalls millioner tegn og tall. Det var en inndeling i stivt fast ( fikset) lagringsenheter tilknyttet prosessoren høyhastighetskanal dataoverføring, og flyttbar ( avtakbar) enhet. Det tok bare noen sekunder å bytte ut en platekassett i en flyttbar enhet. Selv om kapasiteten til flyttbare medier vanligvis var lavere, men utskiftbarheten gjorde det mulig å lagre en nesten ubegrenset mengde data. Magnetbånd ble ofte brukt til arkivering av data fordi det ga mer kapasitet til en lavere kostnad.

I mange andregenerasjons maskiner ble funksjonene til å kommunisere med perifere enheter delegert til spesialiserte prosessorer. For eksempel, mens den perifere prosessoren leser eller stanser hullkort, utfører hovedprosessoren beregninger eller programgrener. Én databuss bærer data mellom minnet og prosessoren under en instruksjonshentings- og utførelsessyklus, og typisk serverer andre databusser periferiutstyr. På PDP-1 tok minnetilgangssyklusen 5 mikrosekunder; de fleste instruksjoner tok 10 mikrosekunder: 5 for å hente instruksjonen og ytterligere 5 for å hente operanden.

Den beste innenlandske datamaskinen fra 2. generasjon regnes som BESM-6, opprettet i 1966.

1960-tallet og utover: tredje og påfølgende generasjoner

Den eksplosive veksten i bruk av datamaskiner begynte med den såkalte. "3. generasjons" datamaskiner. Dette begynte med oppfinnelsen av integrerte kretser, som ble produsert uavhengig av nobelprisvinneren Jack Kilby og Robert Noyce. Dette førte senere til oppfinnelsen av mikroprosessoren av Ted Hoff (Intel).

Fremkomsten av mikroprosessorer førte til utviklingen av mikrocomputere - små, billige datamaskiner som kunne eies av små selskaper eller enkeltpersoner. Mikrocomputere, som den fjerde generasjonen først dukket opp på 1970-tallet, ble allestedsnærværende på 1980-tallet og utover. Steve Wozniak, en av grunnleggerne av Apple Computer, ble kjent som utvikleren av den første vanlige hjemmecomputeren, og senere den første personlige datamaskinen. Datamaskiner basert på mikrodataarkitektur, med muligheter lagt til fra større kolleger, dominerer nå de fleste markedssegmenter.

I Sovjetunionen og Russland

1940-tallet

I 1948, under veiledning av Doctor of Physical and Mathematical Sciences S. A. Lebedev, begynte arbeidet i Kiev med å lage MESM (liten elektronisk beregningsmaskin). I oktober 1951 gikk hun i tjeneste.

På slutten av 1948 ansatte i Energy Institute. Krizhizhanovsky ISBruk og B.I. Rameev mottar et oppfinnersertifikat på en datamaskin med en felles buss, og i 1950-1951. lage den. For første gang i verden bruker denne maskinen halvlederdioder (cuprox) i stedet for vakuumrør. Siden 1948 har Brook arbeidet med elektroniske digitale datamaskiner og kontroll ved hjelp av datateknologi.

På slutten av 1950-tallet ble prinsippene for parallellisering av beregninger utviklet (AI Kitov og andre), på grunnlag av hvilken en av de raskeste datamaskinene på den tiden, M-100 (for militære formål), ble bygget.

I juli 1961 lanserte Sovjetunionen den første halvlederen universell kontrollmaskin "Dnepr" (før det var bare spesialiserte halvledermaskiner). Allerede før starten på serieproduksjonen ble det utført eksperimenter med den for å kontrollere komplekse teknologiske prosesser ved

Historien om utvikling av datateknologi er konvensjonelt delt inn i 5 generasjoner.

1. generasjon (1945-1954) - tidspunktet for dannelse av maskiner med von Neumann-arkitektur (John von Neumann), basert på å skrive et program og dets data i minnet på en datamaskin. I løpet av denne perioden dannes et typisk sett med strukturelle elementer som utgjør en datamaskin. En typisk datamaskin skal bestå av følgende komponenter: sentral prosesseringsenhet (CPU), random access memory (eller random access memory - RAM) og input-output devices (IO). CPU-en må i sin tur bestå av en aritmetisk logisk enhet (ALU) og en kontrollenhet (UU). Maskiner av denne generasjonen jobbet på en rørelementbase, som absorberte en enorm mengde energi og var veldig upålitelig. Med deres hjelp ble vitenskapelige problemer hovedsakelig løst. Programmer for disse maskinene kan allerede skrives ikke på maskinspråk, men på monteringsspråk.

2. generasjon (1955-1964). Generasjonsskiftet ble bestemt av fremveksten av en ny elementbase: i stedet for en voluminøs lampe begynte miniatyrtransistorer å bli brukt i datamaskiner, forsinkelseslinjer da elementer i tilfeldig tilgangsminne erstattet minne på magnetiske kjerner. Dette førte til slutt til en reduksjon i størrelse, en økning i påliteligheten og produktiviteten til datamaskiner. I dataarkitekturen dukket indeksregister og maskinvare opp for å utføre flytende punktoperasjoner. Kommandoer ble utviklet for å ringe til underrutiner. Språk på høyt nivå dukket opp - Algol, FORTRAN, COBOL, - som skapte forutsetningene for fremveksten av bærbar programvare som ikke avhenger av typen datamaskin. Med fremkomsten av språk på høyt nivå oppstod kompilatorer for dem; biblioteker med standardrutiner og andre ting som er kjent for oss nå: En viktig innovasjon er utseendet til I / O-prosessorer. Disse spesialiserte prosessorene frigjorde CPU-en fra I / O-kontroll og tillot at I / O ble utført av en spesialutstyr samtidig med beregningsprosessen. Operativsystemer (OS) ble brukt til å effektivt administrere maskinressurser.

3. generasjon (1965-1970). Generasjonsskiftet skyldtes igjen fornyelsen av elementbasen: i stedet for transistorer begynte integrerte mikrokretsløp i forskjellige grader av integrasjon å bli brukt i forskjellige datamaskinknuter. Mikrokretsene gjorde det mulig å plassere dusinvis av elementer på en plate flere centimeter i størrelse. Dette økte i sin tur ikke bare produktiviteten til datamaskiner, men reduserte også størrelsen og kostnadene. Økningen i kraften til datamaskinen gjorde det mulig å utføre flere programmer samtidig på en datamaskin. For å gjøre dette var det nødvendig å lære å koordinere utførte handlinger samtidig med hverandre, som operativsystemets funksjoner ble utvidet for. Sammen med aktiv utvikling innen maskinvare og arkitektoniske løsninger, vokser andelen utviklingen innen programmeringsteknologi. På dette tidspunktet blir det teoretiske grunnlaget for metoder for programmering, kompilering, databaser, operativsystemer osv. Utviklet aktivt. Pakker med applikasjonsprogrammer er laget for de mest forskjellige områdene i menneskelivet. Det er en tendens til å opprette datamaskinfamilier, det vil si at maskiner blir kompatible fra bunnen av på programvare- og maskinvarenivå. Eksempler på slike familier var IBM System 360-serien og vår innenlandske analog, ES EVM.

4. generasjon (1970-1984). En annen endring i elementbasen førte til generasjonsendring. På 70-tallet arbeidet det aktivt med å lage store og veldig store integrerte kretser (LSI og VLSI), som gjorde det mulig å plassere titusenvis av elementer på en krystall. Dette førte til en ytterligere betydelig reduksjon i datamaskins størrelse og kostnad. Tidlig på 70-tallet ga Intel ut i4004-mikroprosessoren (MP). Og hvis det før det i databehandlingen bare var tre retninger (superdatamaskiner, store elektroniske datamaskiner (mainframes) og minidatamaskiner), er det nå lagt til en retning til dem - mikroprosessor.

Prosessor er en funksjonell blokk på en datamaskin designet for logisk og aritmetisk prosessering av informasjon basert på prinsippet om mikroprogramkontroll. Når det gjelder implementering av maskinvare, kan prosessorer deles inn i mikroprosessorer (full integrering av alle prosessorfunksjoner) og prosessorer med lav og middels integrering. Strukturelt uttrykkes dette i det faktum at mikroprosessorer implementerer alle funksjonene til en prosessor på en brikke, og prosessorer av andre typer implementerer dem ved å koble til et stort antall mikrokretsløp.

5. generasjon kan kalles mikroprosessorbasert. I 1976 fullførte Intel utviklingen av i8086 16-bit mikroprosessor. Den hadde tilstrekkelig stor registerkapasitet (16 bits) og systemadressebussen (20 bits), som den kunne adressere opptil 1 MB RAM. I80286 ble opprettet i 1982. Denne mikroprosessoren var en forbedret versjon av i8086. Den støttet allerede flere driftsmåter: ekte, da adressen ble dannet i henhold til reglene til i8086, og beskyttet, hvilken maskinvare implementerte multitasking og virtuell minneadministrasjon, hadde i80286 også en stor adressebusbredde - 24 bits mot 20 for i8086, og derfor kunne den adressere opptil 16 MB RAM. De første datamaskinene basert på denne mikroprosessoren dukket opp i 1984. I 1985 introduserte Intel den første 32-biters mikroprosessor, i80386, som er kompatibel oppover med alle tidligere mikroprosessorer fra Intel. Den var mye kraftigere enn forgjengerne, hadde en 32-biters arkitektur og kunne direkte adressere opptil 4 GB RAM. I386-mikroprosessoren begynte å støtte en ny driftsmodus - den virtuelle i8086-modusen, som ikke bare ga større effektivitet til programmene som ble utviklet for i8086, men også tillot parallell drift av flere slike programmer.