Коротка історія виникнення і розвитку обчислювальної техніки

Одиниці вимірювання інформації

Для обробки інформації, людство постійно винаходило та використовувало різні пристрої та носії інформації. Наприклад : малюнок на скелі (інструмент – зубило чи ніж, носій – скеля), тексти на пергаменті, на папері і в наш час фотографії, магнітні стрічки, та диски, голографічні зображення, та інше.

Ми з Вами будемо вивчати методи обробки інформації одним із самих розповсюджених на даний час пристроїв для обробки інформації – персональний комп’ютер (ПК), або персональна електронно - обчислювальна машина (ПЕОМ)

Для виконання різних дій з інформацією необхідним є знання про її розмір. В зв’язку з тим, що зберігання і обробка інформації найчастіше виконується за допомогою електронних пристроїв, то за елементарну одиницю інформації прийняли стан електронного елементу «включено – є сигнал» «виключено – нема сигналу», або це відповідає наявності струму та напруги, або їх відсутність при передачи інформації. Цю одиницю вимірювання інформації назвали біт. При цьому наявність сигналу позначили 1 (одиницею), відсутність 0 (нулем). Для зберігання, або передачі одного символа використовують 8 біт. Так, як кожен біт може бути представлений 0 або 1, то кількість комбінацій із двох символів по 8 дорівнює 2⁸ = 256. Таким чином за допомогою 8 біт можна закодувати 256 різних символів, що цілком достатньо для представлення декількох алфавітів, службових символів, та арабських цифр. Вісім біт, які призначені для зберігання одного символу прийняли за основну одиницю вимірювання інформації і назвали її байт. Інформація інколи може бути представлене в мільйонах, або мільярдах байтів тому були введені більші, слідуючи одиниці вимірювання інформації.

1 кілобайт(Кбайт) - 2¹⁰ байт – 1024 байта;

1 мегабайт(Мбайт) - 2¹⁰ Кбайт – 1024 Кбайт;

1 гигабайт(Гбайт) – 2¹⁰ Мбайт – 1024 Мбайт;

1 Терабайт (Тбайт) – 2¹⁰ Гбайт – 1024 Гбайт.

Ще в 17ст. в зв’язку з швидким розвитком мореплавства та астрономії з’явилась потреба у швидкому, та точному створенні різних математичних таблиць. В тому числі таблиць, синусів, логарифмів, квадратних коренів, та інше. Виникла думка створити пристрій який би міг забезпечити автоматичне проведення арифметичних дій над великою кількістю чисел.

В 1623р. німецький вчений Шиккард сконструював перший механічний обчислювач, який дозволяв виконувати дії складання та віднімання, але він згорів в 1624р. Тільки через 18 років в 1642р. аналогічна машина була сконструйована французьким вченим Блезом Паскалем (1623-1662).

В 1673р. німецький вчений Лейбниць (1646-1717 математик і філософ) розробив лічильний пристрій, в якому використовувався механізм відомий під назвою “колеса Лейбниця”.

Ця машина могла виконувати над числами чотири арифметичні дії складання, віднімання, множення та ділення. Вона отримала назву арифмометр і використовувалась до 30х років XX ст. В 1666 році Лейбницем була запропонована також двійкова система обчислень , але в той час вона не могла бути використана (До неї він прийшов займаючись дослідженням філософської концепції єдність і боротьба протилежностей).

Джорж Буль – 19 століття. Займався дослідницькою роботою – вивчав закони мислення. Примінив в логіці формальну систему позначень та правил, близьку до математичної. Заснував нову науку – математична логіка, або її ще називаютиь бульова алгебра. Результатом обчислень може бути "істина" чи "неправда" домовились, що вони приймають значення відповідно: 1, або 0.

В середині 30х років XIX ст. англійський математик Чарльз Бебідж (1792-1871) запропонував структуру автоматичного обчислювача, названого ним “ аналітичною машиною”, який складався із двох окремих пристроїв: пристроїв зберігання, де знаходились команди і данні, які вводилися в машину, та обробного пристрою (процесор), який виконував операції, використовуючи команди і данні, котрі знаходились у пам’яті. (Треба відмітити особливу роль в розробці проекту аналітичної машини графині Огасти Ади Лавлейс (1815-1852), дочки відомого поета лорда Байрона. Їй належить ідея використання перфокарт для програмування обчислювальних операцій – 1843 р. Леді Аду можна назвати першим в світі програмістом. Сьогодні її іменем названо одна з мов програмування.

На основі ідей Бебіджа була збудована перша в світі електрична обчислювальна машина (ЕОМ) в Німеччині, під керівництвом німецького вченого К. Цузе. Роботи велись на протязі 1933-1936 рр. Це була електромеханічна обчислювальна машина. В ній використовувалась двійкова система обчислення. Як елементна база були використані електромеханічні реле.

На початку 40-вих років Д. Атанасов (Болгарія) і Дж. Моучлі (США) запропонували використати в якості елементної бази радіоелектронні лампи для побудови електронної обчислювальної машини (ЕОМ).

В 1946 р. була побудована перша ЕОМ (елементна база радіолампи) в США, Пенсільванський університет під керівництвом Дж. У. Моуклі (Моучлі) та Дж. П. Еккерта, назвали її "ЕNIAC". Вона мала слідуючи параметри: 18 000 – електронних ламп; займала 135 м², важила 30 т, споживала 150 кВат електроенергії, тактова частота виконання операцій 100 кГц.

В 1949 р. в СРСР (союз радянських соціалістичних республік), місто Київ – побудована перша ЕОМ "малая электронно-счетная машина" (МЭСМ) під керівництвом Сергія Олексійовича Лебедєва (1902-1974 рр.). В 1952р. у місті Москва побудована друга ЕОМ під керівництвом Лебедєва С. О. яку назвали – БЕСМ (большая електрино–счетная машина).

Пройшло проте декілька років поки не склались основні принципи побудови ЕОМ. Ці принципи були засновані видатним математиком Джоном Фон Непманом – США. Вони розвиваються та удосконалюються до цих пір.