Что такое компьютер?

Самую первую статью из цикла я хотел бы посвятить, казалось бы, простому вопросу – что такое компьютер? Многие из пользователей думают что компьютер – это ящик, стоящий под столом. Это мнение в корне не верно. Само слово компьютер произошло от английского слова “compute” что переводится как вычислять. Следовательно, компьютер в переводе с английского вычислитель. Есть у слова компьютер и Российские аналоги – это ЭВМ(электронно-вычислительная машина), ПЭВМ(персональная электронно-вычислительная машина).

Почти все современные компьютеры построены на базе архитектуры Джона фон Неймана, который в 1946 г изложил основные принципы работы ЭВМ, основные части которого представляют:

Устройство ввода-вывода
Устройство обработки данных
Устройство управления
Устройство хранение данных

Исходя из этого, можем провести аналоги с имеющимися устройствами в домашних ПК: Устройства ввода-вывода - это монитор, на которое выводится изображение, это клавиатура, мышь, с помощью них мы вводим данные и т.д. по аналогии. Все остальные устройства находятся в том самом ящике, который стоит под столом. Кстати этот ящик называется системный блок, а не процессор, как говорят многие пользователи. Процессор это устройство обработки данных, одно из многих подобных устройств в блоке. Делаем вывод – компьютер это совокупность устройств, а не отдельное устройство. Иногда эти устройства могут быть выполнены в одном корпусе (например ноутбук). Наш сотовый телефон, калькулятор тоже можно считать компьютером, т.к. они удовлетворяют всем требованиям архитектуры Джона фон Неймана.

Историческая справка:

Первой работающей машиной с архитектурой фон Неймана стал манчестерский «Baby» — Small-Scale Experimental Machine (Малая экспериментальная машина), созданный в Манчестерском университете в 1948 году; в 1949 году за ним последовал компьютер Манчестерский Марк I, который уже был полной системой, с трубками Уильямса и магнитным барабаном в качестве памяти, а также с индексными регистрами. Другим претендентом на звание «первый цифровой компьютер с хранимой программой» стал EDSAC, разработанный и сконструированный в Кембриджском университете. Заработавший менее чем через год после «Baby», он уже мог использоваться для решения реальных проблем. На самом деле, EDSAC был создан на основе архитектуры компьютера EDVAC, наследника ENIAC. В отличие от ENIAC, использовавшего параллельную обработку, EDVAC располагал единственным обрабатывающим блоком. Такое решение было проще и надёжнее, поэтому такой вариант становился первым реализованным после каждой очередной волны миниатюризации. Многие считают, что Манчестерский Марк I / EDSAC / EDVAC стали «Евами», от которых ведут свою архитектуру почти все современные компьютеры.

Первый универсальный программируемый компьютер в континентальной Европе был создан командой учёных под руководством Сергея Алексеевича Лебедева из Киевского института электротехники СССР, Украина. ЭВМ МЭСМ (Малая электронная счётная машина) заработала в 1950 году. Она содержала около 6000 электровакуумных ламп и потребляла 15 кВт. Машина могла выполнять около 3000 операций в секунду. Другой машиной того времени была австралийская CSIRAC, которая выполнила свою первую тестовую программу в 1949 году.

Машина Манчестерского университета стала прототипом для Ferranti Mark I. Первая такая машина была доставлена в университет в феврале 1951 года, и, по крайней мере, девять других были проданы между 1951 и 1957 годами.

В июне 1951 года UNIVAC 1 был установлен в Бюро переписи населения США. Машина была разработана в компании Remington Rand, которая, в конечном итоге, продала 46 таких машин по цене более чем в 1 млн $ за каждую. UNIVAC был первым массово производимым компьютером; все его предшественники изготовлялись в единичном экземпляре. Компьютер состоял из 5200 электровакуумных ламп, и потреблял 125 кВт энергии. Использовались ртутные линии задержки, хранящие 1000 слов памяти, каждое по 11 десятичных цифр плюс знак (72-битные слова). В отличие от машин IBM, оснащаемых устройством ввода с перфокарт, UNIVAC использовал ввод с металлизированной магнитной ленты стиля 1930-х, благодаря чему обеспечивалась совместимость с некоторыми существующими коммерческими системами хранения данных. Другими компьютерами того времени использовался высокоскоростной ввод с перфоленты и ввод/вывод с использованием более современных магнитных лент.

Первой советской серийной ЭВМ стала Стрела, производимая с 1953 на Московском заводе счётно-аналитических машин. «Стрела» относится к классу больших универсальных ЭВМ (Мейнфрейм) с трёхадресной системой команд. ЭВМ имела быстродействие 2000-3000 операций в секунду. В качестве внешней памяти использовались два накопителя на магнитной ленте емкостью 200 000 слов, объём оперативной памяти — 2048 ячеек по 43 разряда. Компьютер состоял из 6200 ламп, 60 000 полупроводниковых диодов и потреблял 150 кВт энергии.

В 1956 году IBM впервые продаёт устройство для хранения информации на магнитных дисках — RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control). Оно использует 50 металлических дисков диаметром 24 дюйма, по 100 дорожек с каждой стороны. Устройство хранило до 5 МБ данных и стоило по 10 000 $ за МБ. (В 2006 году, подобные устройства хранения данных — жёсткие диски — стоят около 0,001 $ за Мб.)