Когда появился самый первый компьютер

По статистике количество компьютеров на нашей планете превышает два миллиарда, и с каждым днем эта цифра увеличивается. Сейчас сложно представить современный мир без компьютеров и программируемых устройств. Ежедневно мы запускаем компьютер для работы, общения, развлечений, пользуемся смартфонами, планшетами и другими умными девайсами. Все эти устройства – результат непрерывного развития компьютерных технологий. А с чего все начиналось? Каким был самый первый компьютер в мире? В этой статье мы немного углубимся в историю вычислительной техники.

История самого первого в мире компьютера

ENIAC – первое электронное устройство, которое можно было программировать для решения математических задач. ENIAC был создан в 1943 году в Пенсильванском университете для армии США. Его разработкой занимались ученый в области компьютерной инженерии Джон Преспер Эккерт и физик-инженер Джон Уильям Мокли.

Главной задачей компьютера ENIAC были расчеты баллистических таблиц стрельбы, которые были крайне необходимы артиллеристам во время войны. Таблицы стрельбы содержали информацию о расстоянии к цели, поправках прицела и другие важные расчеты. До появления первого в мире компьютера , эти таблицы составляли клерки с помощью арифмометров. Один клерк, или “вычислитель”, мог составить подобную таблицу за 4(!) года.

Естественно, для решения такой задачи нужно было достаточно мощное устройство. В апреле 1943 года проект “Электронный дифф. анализатор”, в последующем – ENIAC, презентовали на конференции Баллистической Лаборатории. После одобрения проекта, на создания ENIAC выделили больше 60 тысяч долларов США.

С 1943 по 1945 год под командованием Экерта и Мокли шла активная разработка ENIAC. Разработка была завершена в 1945 году, когда надобность в артиллерийских таблицах исчезла, т.к. война была окончена. США решили применять ENIAC для расчетов при создании термоядерного оружия, авиации, и даже прогноза погоды. На создание ENIAC США потратило 486 тысяч долларов.

Технические характеристики

Этот “монстр” весил 27 тонн, потреблял 174 кВт энергии, мог производить 5 тысяч операций сложения, или 357 раз умножать числа в секунду. Работал на частоте 100 КГц и имел объем памяти 20 число-слотов. Стоит заметить, что компьютер работал в десятичной системе счисления.

ENIAC состоял из семнадцати тысяч вакуумных ламп, около семи тысяч диодов, 1 500 реле, 70 000 резисторов и десять тысяч конденсаторов. Поломка хотя бы одной лампы или диода означала поломку всей системы. Это устройство работало без транзисторов, т.к. на то время их еще не было.

Программирование такого компьютера было очень сложным занятием. Более недели инженеры могли разрабатывать расчеты, которые машина производила за 5 минут. Из-за частых поломок, перегорания ламп и перегрева, ENIAC мог работать не более 20 часов подряд, выполняя большой объем работы.

Итог

ENIAC – это компьютер, разработанный в военных целях, который сделал большой прорыв в компьютерной инженерии. Электроника и ЭВМ начали активно развиваться благодаря ENIAC. Сейчас мы сидим за небольшим ноутбуком, или держим в руках смартфон и даже не задумываемся, что “предком” этого девайса было устройство, которое занимало площадь 200 м 2 и весило как трамвай.

История создания современного компьютера не насчитывает даже ста лет, хотя первые попытки облегчить счёт были предприняты человеком 3000 лет до нашей эры в Древнем Вавилоне. Тем не менее сегодня не каждому пользователю известно как выглядел . Стоит отметить, что он имел мало общего с современным персональным устройством.

Несмотря на то что первый компьютер был представлен общественности только в конце Второй мировой войны, работа над этим началась в начале XX века. Но все вычислительные машины, созданные до ENIAC, так и не нашли практического применения, тем не менее они тоже стали определёнными этапами в движении прогресса.

• Российский исследователь и учёный А. Крылов разработал первую машину, решающую дифференциальные уравнения её в 1912 году.
• 1927 год США, учёные разработали первый аналоговый аппарат.
• 1938 год Германия, Конрад Цзуе создал модель компьютера Z1. Через три года, этот же учёный разработал следующую версию ЭВМ Z3, которая более других была похожа на современные устройства.
• 1941 год США, создан первый автоматический вычислитель «Марк 1» по субподрядному договору с компанией IBM. Последовательно с интервалом в несколько лет были созданы следующие модели: «Марк II», «Марк III/ADEC», «Марк IV».
• 1946 год США, публике представлен самый первый компьютер в мире - ЭНИАК, который был практически применим в военных расчётах.
• 1949 год Россия, Сергей Лебедев представил на чертежах первую советскую ЭВМ, к 1950 году МЭСМ была построена и запущена в массовое производство.
• 1968 год Россия, А. Горохов создал проект машины, содержащей материнскую плату, устройство ввода, видеокарту и память.
• 1975 год США, создан первый серийный ЭВМ Альтаир 8800. В основе устройства был использован микропроцессор Intel

Как видно, разработки не стояли на месте и прогресс двигался семимильными шагами. Прошло совсем немного времени и массивные нелепые устройства трансформировались в привычные нам современные персональные компьютеры.

ENIAC - самый первый компьютер в мире

Этому устройству хочется уделить немного больше внимания. Именно ему присвоено звание первого в мире ЭВМ, несмотря на то, что до него были разработаны некоторые модели. Это связано с тем, что ЭНИАК стал первой ЭВМ, нашедшей практическое применение. Стоит отметить, что машина была запущена в эксплуатацию в 1945 году и окончательно отключена от питания в октябре 1955 года. Согласитесь, 10 лет непрерывной службы, немалый срок для первой вычислительной машины, нашедшей практическое применение.

Как использовалась ЭВМ

Изначально самый первый компьютер в мире создавался для расчёта таблиц стрельбы, требующихся для артиллерийских войск. Команды вычислителей не справлялись со своей работой, так как на расчёты требовалось время. Тогда в 143 году военной комиссии был представлен проект электронного вычислителя, который был одобрен, и началось активное построение машины. Процесс был завершён только в 1945 году, поэтому применить ЭНИАК в военных целях не удалось и его забрали в университет Пенсильвании для проведения вычислений при разработке термоядерного оружия.

Математическое моделирование стало сложной задачей для первой ЭВМ, поэтому формирование моделей происходило по максимально упрощённым схемам. Тем не менее нужного результата удалось добиться и возможность создания водородной бомбы была доказана именно с помощью ЭНИАКа. В 1947 году машину стали использовать для расчётов методом Монте Карло.

Кроме того, в 1946 году на ENIAC решалась задача аэродинамического характера, физик Д. Хартри разбирал проблему обтекания воздухом крыла самолета при сверхзвуковых скоростях.

В 1949 году, Фон Нейман рассчитывал на компьютере константы Пи и e. ЭНИАК представил данные с точностью до 2 тысяч знаков после запятой.

В 1950 году на ЭВМ произвели численный расчёт прогноза погоды, который оказался довольно точным. Несмотря на то что сами вычисления занимали очень много времени.

Создатели машины

Назвать единственного создателя первой вычислительной машины сложно. Над ЭНИАК-ом трудилась большая команда инженеров и программистов. Изначально создателями проекта стали Джон Мокли и Джон Эккерт. Мокли в то время был преподавателем института Мура, а Эккерт числился в нём как студент. Они занялись разработкой архитектуры компьютера и представили комиссии проект ЭВМ.

Кроме того, в создании машины принимали участие следующие люди:

• разработка аккумуляторов – Джек Деви;
• модуль ввода-вывода данных – Гарри Хаски;
• модуль умножения – Артур Бёркс;
• модуль деления и извлечение корня – Джефри Чуан Чу;
• ведущий программист – Томас Кайт Шарплес;
• функциональные таблицы – Роберт Шоу;
• научный консультант – Джон фон Нейман.

Также над машиной трудился целый штат программистов

Параметры устройства

Как уже было сказано выше, самый первый в мире компьютер был совсем непохож на современные устройства. Это была очень массивная конструкция, состоящая более чем из 17 тысяч ламп 16 типов, более 7 тысяч кремниевых диодов, 1,5 тысячи реле, 70 тысяч резисторов и 10 тысяч конденсаторов. В итоге вес первой действующей ЭВМ составлял 27 тонн.

Технические характеристики:

• объем памяти устройства – 20 число-слов;
• мощность, которую потребляла машина – 174 кВт;
• вычислительная мощность 5000 операций сложения в секунду. Для умножения машина применяла множественное сложения, поэтому тут производительность падала и составляла всего 357 операций.
• тактовая частота – 100 кГц;
• табулятор перфокарт для ввода и вывода информации.

Для проведения вычислений использовалась десятичная система счисления, хотя двоичный код уже был известен учёным.

Стоит отметить, что в процессе вычислений ЭНИАК требовал столько электроэнергии, что ближайший город часто оставался без электроснабжения на многие часы. Для смены алгоритма вычисления требовалось перекоммутирование устройства. Фон Нейман после усовершенствовал ЭВМ и добавил в неё память, содержащую основные вычислительные программы, чем значительно упростил процесс работы программистов.

ЭНИАК стал компьютером нулевого поколения. В его конструкции никак нельзя угадать предпосылки для создания современных устройств. Процессы вычислений также были налажены не настолько продуктивно как, возможно, хотелось учёным. Тем не менее именно эта машина доказала, что создать полностью электронную вычислительную машину можно и дала толчок к дальнейшему развитию.

Сегодня некоторые детали самого первого компьютера в мире хранятся в Национальном музее американской истории. Полная конструкция занимает слишком много места, чтобы была возможность предоставить её к обзору. Несмотря на то что это был один из первых опытов по созданию действующей машины, компьютер оставался в рабочем состоянии целых 10 лет и в момент своего создания сыграл огромную и незаменимую роль в развитии компьютерных технологий.

В дальнейшем машины становились всё меньше, а их возможности все обширнее. В 1976 году вышел первый Apple-1. А первая компьютерная игра увидела свет в недалёком 1962 году. Даже сейчас развитие компьютерных технологий не стоит на месте. А как вы думаете, что нас ждёт в будущем?

Наше время компьютеризации обязывает каждого образованного человека знать множество вещей, связанных непосредственно с компьютерными технологиями. А начать можно с изучения того, когда появился первый компьютер. Согласитесь, мало, кто задумывается о происхождении компьютера.

История создания первого компьютера

Компьютер, каким мы его видим сейчас, не всегда был таким. «Жизненный путь» компьютера легко можно проследить. Начало ему было положено при изобретении Блезом Паскалем в 1642 году устройства, способного прибавлять и отнимать десятичные числа – «паскалина». Первый компьютер в мире сложно было назвать компьютером, потому что это было что-то похожее скорее на калькулятор. Эта вычислительная машина выполняла всего два действия – сложение и вычитание. Затем, в 1653 году, к этим функциям добавились умножение и деление. Далее развитие функционала несколько замерло, упор стали делать на внешний вид, то есть все те же опции старались облечь в более компактную и менее громоздкую оболочку. И лишь в 1822 году изобрели машину, которая могла решать простые уравнения. Это был переломный момент в истории развития вычислительной техники. После этого автоматизированные вычислительные приборы эволюционировали с огромной скоростью. Уже в 1946 году миру предстала новая ЭВМ. Конечно, сравнивая первую ЭВМ и современный ПК, можно скептически улыбаться, ведь непонятно, как машина, весом в 30 тонн могла превратиться в то, что с легкостью поднимет даже женщина.

Кто разработчик первого компьютера

Безусловно, тот, кто изобрел первый компьютер в мире, совершил огромное дело в развитии технологий. Так кто же этот человек, представивший миру первый компьютер? Это был ученый немецкого происхождения Конрад Цузе. Самый первый компьютер в мире, как утверждает википедия, как раз и есть изобретенная в сороковых годах XX века ЭВМ, так как в ней были заложены все основные функции современного компьютера. Но размер этой техники все еще был невероятно большим, порой занимая в одиночку целую комнату. И лишь с изобретением микропроцессора, за что спасибо Тедду Хоффу, компьютер стал приближаться по размерам к привычному нам с вами ПК.

Кстати, широкую популярность приобрел ПК после начала конкуренции двух фирм – Apple и Microsoft. В битве за клиентов эти компании все совершенствовали и совершенствовали свою продукцию, радуя нас компактностью и функциональностью. С тех пор, как был изобретен первый ПК, прошло сравнительно немного времени, но отличия того устройства и нынешнего огромны. Мы можем лишь догадываться, какие улучшения ждут компьютер в будущем.

Сейчас использование персональных компьютеров от Apple, Samsung, HP, Dell и других производителей кажется нам чем-то абсолютно естественным. Однако меньше века назад среднестатистический человек не имел представления о компьютерных технологиях, и любые разработки, которые сегодня используются на каждом устройстве, становились настоящим прорывом в индустрии.

В этой статье мы поговорим о том, что представляли собой самые первые компьютеры в мире, кто и зачем их разрабатывал, каковы были их возможности, и насколько большой вклад в развитие технологий они привнесли.

Создание самых первых компьютеров

Самые первые компьютеры в мире занимали десятки квадратных метров, а их вес измерялся тоннами. Тем не менее, именно они позволили человечеству прийти к тем компактным и удобным устройствам, которыми мы пользуемся сейчас. Точного ответа на вопрос, какая ЭВМ действительно была самым первым компьютером, к сожалению, нет. Однако существуют несколько вариантов этого ответа, которые мы рассмотрим ниже.

Компьютер «Марк 1»

«Марк 1», также известный как ASCC (Automatic Sequence Controlled Calculator), был спроектирован и создан в 1941-ом году. В роли заказчика работ выступал Военно-морской флот США, а в качестве генерального подрядчика – компания IBM. Непосредственно разработкой устройства занимались пять инженеров, которыми руководил представитель американской армии Говард Эйкен. За основу при реализации проекта разработчики взяли аналитическую вычислительную машину, которую создал известный британский изобретатель Чарльз Бэббидж.

По своей сути «Марк 1» был усовершенствованным арифмометром, который можно было запрограммировать и который не требовал человеческого вмешательства непосредственно в сам процесс выполнения расчетов. Разработчики не учли всех преимуществ двоичной системы счисления, которой пользуется большинство современных компьютеров мира, и заставили машину оперировать десятичными числами.

Ввод информации в устройство выполнялся при помощи перфолент. Никаких условных переходов «Марк 1» выполнять не мог, и потому код каждой программы был очень длинным и громоздким. Программной возможности для создания циклов также не было: чтобы сделать петлю в коде, перфоленту с кодом в буквальном смысле слова нужно было «замкнуть», соединив ее начало и конец.

Физически ASCC имел следующий вид:

• длина порядка 17 м;
• высота свыше 2,5 м;
• вес около 4,5 тонн;
• 765 000 деталей;
• 800 км соединительных проводов;
• 15-метровый вал, обеспечивающий синхронизацию основных вычислительных элементов;
• электрический двигатель мощностью 4 кВт.

По настоянию главного исполнительного директора IBM Томаса Уотсона компьютер был помещен в корпус из нержавеющей стали и стекла, тогда как Говард Эйкен настаивал на прозрачном корпусе, чтобы оставить «внутренности» ЭВМ видимыми.

«Марк 1» умел работать с числами, длина которых составляла до 23 разрядов. На вычитание и сложение тратилось всего 0,3 с, на умножение – 6 секунд, на деление – 15,3 секунды, на выполнение тригонометрических функций и вычисление логарифмов – более минуты. На то время это было поразительное быстродействие, позволявшее за один день выполнять расчеты, на которые ранее потребовалось бы полгода. Поэтому на завершающем этапе Второй Мировой войны устройство довольно успешно использовалось американским флотом, после чего около 15 лет проработало в Гарвардском университете.

Споры о том, кто создал самый первый в мире компьютер, и когда это произошло, не утихают до сих пор. Как не сложно догадаться, в США первым «предком» современных ПК считают именно «Марк 1». Однако в действительности он начал работать примерно через 2 года после того, как немецкий инженер Конрад Цузе разработал свою ЭВМ Z3, представленную широкой общественности все в том же 1941-ом году. Кроме того, Цузе в принципе использовал более прогрессивные технологии (хотя бы двоичную систему счисления), тогда как «Марк 1», по оценкам ряда исследователей, устарел еще до того, как был создан.

Или все-таки Z3 от Цузе Конрада

Конрад Цузе – одна из самых важных фигур в истории всего компьютеростроения в мире, хотя он и трудился на благо Третьего рейха. Впрочем, главной мотивацией в своем труде Цузе считал бомбардировки Дрездена и других немецких городов, где оставалось преимущественно гражданское население, англо-американской авиацией. Работать над своими вычислительными машинами Конрад начал еще в 1930-ых годах, проходя обучение в Берлинском политехническом университете.

Его работы были основаны на нескольких, революционных на тот момент, идеях:

• Память должна быть разделена: одна ее часть должна отводиться под управляющие данные, другая – под вычисляемые.
• Числа должны быть представлены в двоичной системе счисления.
• Машина должна уметь работать с числами с плавающей запятой (тогда как «Марк 1» работал только с числами с фиксированной запятой). Стоит отметить, что алгоритм реализации этой идеи, который Цузе назвал «полулогарифмической записью», аналогичен применяемому на современных компьютерах.

Данные в Z3 вводились при помощи перфоленты. Все инструкции, которые могла выполнят машина, были разделены на три группы: арифметические операторы, память, и также ввод и вывод. Никаких ограничений на расположение инструкций в пределах перфоленты не накладывалось, при этом существовали две специфические команды — Ld и Lu – предназначенные для вывода информации на дисплей и чтения с клавиатуры соответственно.

Обе эти инструкции останавливали машину, чтобы оператор смог записать полученный результат, или ввести необходимое число. Условные переходы эта ЭВМ не поддерживала, а циклы, как и в случае с «Марк 1», приходилось реализовывать скреплением начала и конца перфоленты.

Основные характеристики машины сводятся к следующим:

• операция сложения выполнялась за 0,7 секунды;
• операции умножения и деления длились 3 секунды;
• устройство состояло из 2600 телефонных реле;
• тактовая частота Z3 составляла примерно 5,33 Гц;
• устройство потребляло 4 кВт энергии;
• его размер был примерно в два раза меньше, чем габариты «Марк 1»;
• его вес составлял 1 тонну.

Машина просуществовала до 1944-го года и помогала Третьему рейху производить сложные расчеты для фашистской авиации. В 1944-ом году ЭВМ сгорела вместе с проектной документацией после одной из очередных авиабомбардировок. Впрочем, вскоре Конрад Цузе создал Z4, а компьютер Z3 был в 1960-ом году реконструирован силами компании «Zuse KG». Но это уже совсем другая история.

Непредвзятые критики сходятся на том, что статус первого свободного программируемого и работоспособного компьютера в мире по праву принадлежит именно Z3, а все попытки опровергнуть это утверждение – псевдопатриотическая спекуляция представителей отдельных стран. Вряд ли когда-то будет положен конец этим дискуссиям, однако однозначно можно сказать следующее: если «Марк 1» устарел еще до своего выпуска, то в Z3 были реализованы многие технологии и принципы, которые начали применяться в компьютерах будущего.

Первая в СССР и континентальной Европе электронно-вычислительная машина

Первой ЭВМ на территории СССР и континентальной Европы считается разработка под названием «МЭСМ», что расшифровывается как «Малая электронная счетная машина». Устройство было создано в Украине, в лаборатории вычислительной техники киевского Института электротехники. Проект реализовывался под руководством академика Сергея Лебедева.

Над созданием ЭВМ Сергей Алексеевич, как и Цузе, начал задумываться еще в 30-ых годах прошлого века. Однако вплотную приступить к этой работе он смог только после войны, да и то не в самых лучших условиях: Институту электротехники предоставили помещения монастырской гостиницы в Феофании (на расстоянии около 10 км от Киева), в полуразрушенном доме.

Однако отечественным инженерами удалось более-менее отремонтировать здание, и всего за три года создать и наладить МЭСМ. При этом над проектом трудились всего лишь 12 инженеров, а также 15 монтажниц и техников, которые помогали им по мере необходимости. Машина имела следующие характеристики:

• занимала комнату площадью порядка 60 квадратных метров;
• могла совершать 3000 операций в минуту, что по тем временам было невероятным показателем;
• работала на 6000 электронных ламп, которые потребляли 25 кВТ;
• могла выполнять сложение, вычитание, деление, умножение и сдвиг с учетом сравнения по абсолютной величине, знака, передачи чисел с магнитного барабана, передачи управления и сложения команд.

Как не сложно догадаться, 6000 ламп обеспечили в помещении практически тропический климат. Тем не менее, МЭСМ вплоть до 1957-го года успешно использовалась в большом количестве научных исследований: в области космических полетов, термоядерных процессов, механики, дальних линий электропередач и так далее.

Другие самые первые системы

«Марк 1» и Z3 – это далеко не все участники спора за титул самого первого компьютера в мире. Учитывая, что в середине двадцатого века разработка компьютерных технологий начала развиваться в геометрической прогрессии, и ЭВМ приобретали все больше признаков современных компьютеров, многие исследователи отдают первое место в этом своеобразном «рейтинге» и тем системам, о которых речь пойдет ниже.

Вычислители Eniac

Электронный цифровой вычислитель ЭНИАК начали разрабатывать в 1943-ем году, а закончили – в 1945-ом. Над его созданием трудились ученые из Пенсильванского университета Джон Эккерт и Джон Мокли. Заказ на разработку ЭНИАКа выполнила Армия США, которой нужно было устройство для точного расчета таблиц стрельбы. Но из-за того, что компьютер собрали только к концу войны, его предназначение пришлось поменять: с 1947-го по 1955-ый годы его использовала Лаборатория баллистических исследований Армии США, которая с помощью ENIAC выполняла различные расчеты при разработке термоядерного оружия. Примечательно, что первыми программистами этого компьютера стали шесть девушек.

Первые коммерческие экземпляры UNIVAC

Условно первый компьютер серии UNIVAC (UNIVersal Automatic Computer I) считают первой коммерческой ЭВМ в США, и третей – во всем мире. Его разработкой занимались те же Джон Эккерт и Джон Мокли, по заказу ВВС США и Армии США в сотрудничестве с Бюро переписи населения. Разработка UNIVAC I производилась с 1947-го по 1951-ый годы. Первую ЭВМ этой серии официально продали именно Бюро, несколько других десятков экземпляров появились в частных корпорациях, правительственных учреждениях и трех американских университетах. UNIVAC I использовал двоично-десятичную арифметику, 5200 электровакуумных ламп с потреблением 125 кВт электричества, и весил 13 тонн. В одну секунду он мог осуществлять 1905 операций. Для его размещения требовалась комната площадью 35,5 квадратных метров.

Первый компьютер от Apple

Первая ЭВМ от именитого «яблочного» бренда носила название «Apple I» и была выпущена в 1976-ом году. Ключевой новинкой, использованной при создании этого компьютера, стала возможность вводить информацию с клавиатуры с ее мгновенным отображением на дисплее. Во время презентации устройства проявился ораторский и предпринимательский талант Стива Джобса, тогда как непосредственно разработкой Apple I занимался его стеснительный приятель Стив Возняк. Эта ЭВМ была полностью собрана на монтажной плате, которая состояла примерно из тридцати микросхем, из-за чего ее порой называют самым первым полноценным ПК в мире.

Цена самого первого компьютера

Стоимость разработок первых ЭВМ в мире была существенно выше, чем актуальные расценки на компьютеры среднего ценового сегмента. Так, в создание «Марк 1» было вложено порядка 500 000 долларов. Z3 обошелся Третьему рейху в 50 000 рейхсмарок, что по курсу тех времен составляло примерно 20 000 долларов. На создание ЭНИАКа разработчики запросили 61 700 долларов. А для выполнения первого заказа на Apple I, сделанного Полом Терреллом, Джобсу и Возняку понадобилось 15 000 долларов. При этом первые модели «яблочного» компьютера продавались по 666,66 долларов за штуку.

Видео «Первый компьютер»

Вся предоставленная выше информация была взята из открытых источников, преимущественно – из свободной энциклопедии «Википедия».