історія розвитку комп’ютерів

Z3 — перша повнофункціональна програмно керована і вільно програмована в двійковому коді з плаваючою комою робоча обчислювальна машина, яка мала всі властивості сучасного комп’ютера. Створена німецьким інженером Конрадом Цузе і представлена ​​увазі наукової громадськості 12 травня 1941 р. Сьогодні багато хто вважає цей пристрій першим реально працюючим програмованим комп’ютером, хоча головною відмінністю від першої машини Цузе Z1 (1938) була можливість обчислення квадратного кореня.

Машина являла собою двійковий обчислювач з обмеженим програмуванням, виконаний на основі телефонних реле. На таких же реле було реалізовано і пристрій зберігання даних. Їх загальна кількість становила близько 2200. Порядок обчислень можна було вибрати заздалегідь, однак умовні переходи та цикли буди відсутні. Тактова частота Z3 становила 5,33 Гц.

Z3 була створена Цузе на основі його перших обчислювачів Z1 та Z2. У свою чергу, вона послужила основою створення досконалішого комп’ютера Z4.

В 1942 у разом з австрійським інженером-електриком Гельмутом Шрайєром Цузе запропонував створити на базі Z3 комп’ютер нового типу, замінивши телефонні реле вакуумними електронними лампами, що повинно було сильно підвищити надійність і швидкодію машини. Передбачалося, що новий комп’ютер можна буде використовувати для криптографії і розшифровки закодованих повідомлень. Однак у зв’язку із забороною на довготривалі наукові розробки в роки війни пропозицію інженерів відхилили.

Через деякий час в інших країнах також з’явилися перші обчислювальні машини. Це були комп’ютери «Марк I», «Колос» та «ЕНІАК». У той же час оригінальна машина Конрада Цузе займала значно менше місця і коштувала набагато дешевше, ніж створений двома роками пізніше американський комп’ютер «Марк I».

Z3 використовувався для розрахунків, пов’язаних з конструюванням літаків і керованих ракет німецьким Дослідницьким інститутом аеродинаміки (нім. Aerodynamische Versuchsanstalt). Єдиний зразок комп’ютера разом з іншими ранніми розробками Цузе був знищений під час нальоту союзницької авіації в 1945 році.

В 1960 році у компанією Zuse KG була виконана реконструкція Z3. В 1967 році ця модель була виставлена ​​і привернула велику увагу відвідувачів монреальської виставки, а в даний час вона розміщена в експозиції «Німецького музею» в Мюнхені (Німеччина).

Комп’ютер Атанасова-Беррі (Atanasoff-Berry Computer,ABC) – перший цифровий обчислювальний пристрій, а також перша обчислювальна машина без рухомих частин. Задумана в 1937 році, машина не була програмованою, і розроблялася тільки з метою розв’язання систем лінійних рівнянь. У 1942 році вона була успішно протестована. Пристрій для зберігання проміжних результатів на основі паперових карт був досить ненадійним, але робота над машиною була припинена через те що Атанасов покинув Університет штату Айова, будучи призваним на військову службу у зв’язку з Другою світовою війною.

У ABC вперше з’явилися деякі елементи близькі сучасних комп’ютерів, такі як двійкова арифметика і тригери, але істотною відмінністю була особлива спеціалізація машини і нездатність до змінності обчислень через відсутність збереженої програми.

Робота Джона Вінсента Атанасова і Кліффорда Беррі над обчислювальною машиною довгий час не була широко відома, доки в 1960-х роках вона не спливла в ході конфлікту з приводу першої появи електронного комп’ютера. Було визначено, що першим комп’ютером у сучасному розумінні цього слова є ENIAC, однак в 1973 році Федеральний районний суд США постановив відкликати патент ENIAC і уклав що ABC є першим «комп’ютером»

«Марк I» (Automatic Sequence Controlled Calculator — автоматичний обчислювач, керований послідовностями)^[1] — перший американський програмований комп’ютер. Розроблений і побудований у 1941 р. за контрактом з IBM молодим гарвардським математиком Говардом Ейкеном та ще чотирма інженерами цієї компанії на основі ідей англійця Чарльза Беббіджа.

Після успішного проходження перших тестів в лютому 1944 р. комп’ютер був перенесений до Гарвардського університету і формально запущений там 7 серпня 1944 р.

За наполяганням президента IBM Томаса Дж. Уотсона, що вклав у створення «Марк I» 500 000 доларів США своїй компанії, машина була укладена в корпус зі скла і нержавіючої сталі. Комп’ютер містив близько 765 000 деталей (електромеханічних реле, перемикачів тощо) досягав у довжину майже 17 м (машина займала в Гарвардському університеті площу в кілька десятків квадратних метрів), у висоту — понад 2,5 м і важив близько 4,5 тонн. Загальна протяжність сполучних проводів становила майже 800 км. Основні обчислювальні модулі синхронізувалися механічно за допомогою 15-метрового вала, що приводиться в рух електричним двигуном, потужністю в 5 к.с. (4 кВт).

Комп’ютер оперував 72 числами, що складаються з 23 десяткових розрядів, роблячи по 3 операції додавання або віднімання в секунду. Множення виконувалося протягом 6 секунд, ділення — 15,3 секунди, на операції обчислення логарифмів і виконання тригонометричних функцій було потрібно більше хвилини.

Фактично «Марк I» був удосконалений арифмометр, заміняв працю приблизно 20 операторів зі звичайними ручними пристроями, однак через наявність можливості програмування деякі дослідники називають його першим реально працюючим комп’ютером. Насправді, машина запрацювала лише через два роки після того як в Німеччині винахідник Конрад Цузе створив обчислювальну машину Z3.

«Марк I» послідовно зчитував і виконував інструкції з перфорованої паперової стрічки. Комп’ютер не вмів виконувати умовні переходи, через що кожна програма являла собою досить довгий стрічковий рулон. Цикли (англ. loops — петлі) організовувалися за рахунок замикання початку і кінця зчитується стрічки (тобто дійсно за рахунок створення петель). Принцип поділу даних та інструкцій отримав популярність, як Гарвардська архітектура.

Однак, головною відмінністю комп’ютера «Марк I» було те, що він був першою повністю автоматичною обчислювальною машиною, яка не вимагала втручання людини в робочий процес.

На церемонії передачі комп’ютера Говард Ейкен не згадав про будь-яку роль IBM в створенні машини. Томас Уотсон був розлючений і незадоволений цим вчинком Ейкена, тому припинив їх подальшу співпрацю. Дану IBM назву «Automatic Sequence Controlled Calculator» Ейкен замінив на «Mark I», а компанія приступила до створення нового комп’ютера « SSEC» вже без участі Говарда Ейкена.

У свою чергу, Говард Ейкен також продовжив роботу над створенням нових обчислювальних машин. За «Марком I» пішов «Марк II», потім у вересні 1949 р. «Марк III / ADEC», а в 1952 — « Марк IV».

Колос — електронний обчислювальний пристрій, який використовувався військовими Великої Британії для розшифровування німецьких кодів. Під час Другої світової війни, Велика Британія досягла певних успіхів у зломі зашифрованих німецьких переговорів. Код німецької шифрувальної машини «Енігма» був підданий аналізу з допомогою електромеханічних машин, які носили назву «бомби». Така «бомба», розроблена Аланом Тюрінгом і Гордоном Велшманом (англ. Gordon Welchman), виключала ряд варіантів шляхом логічного висновку, реалізованого електрично. Більшість варіантів приводили до протиріччя, кілька тих, що залишилися вже можна було протестувати вручну.

Німці також розробили серію телеграфних шифрувальних систем, які відрізнялися від «Енігми». Машина Lorenz SZ 40/42 використовувалася для армійського зв’язку високого рівня. Перші перехоплення передач з таких машин були зафіксовані в 1941 році. Для злому коду, в обстановці секретності, була створена машина «Колос» (Colossus). Специфікацію розробили професор Макс Ньюман (Max Newman) і його колеги; монтаж Colossus Mk I виконувався в дослідницькій лабораторії Поштового департаменту Лондона і зайняв 11 місяців, роботу виконали Томас Флауерс та ін

«Колос» став першим повністю електронним обчислювальним пристроєм. У ньому використовувалася велика кількість електровакуумних ламп, введення інформації виконувався з перфострічки. «Колос» можна було налаштувати на виконання різних операцій булевої логіки, але він не був Тюрінг-повною машиною. Крім Colossus Mk I, було зібрано ще дев’ять моделей Mk II. Інформація про існування цієї машини трималася в секреті до 1970-х рр. Вінстон Черчилль особисто підписав наказ про руйнування машини на частини, що не перевищували розміри людської руки. Через свою секретність, «Колос» не згадано в багатьох працях з історії комп’ютерів.

Сьогодні репліку цього комп’ютера можна побачити в The National Museum of Computing

ENIAC став першим широкомасштабним електронним цифровим комп’ютером, який можна було перепрограмувати для вирішення повного діапазону завдань (попередні комп’ютери мали тільки частину з цих властивостей). Побудований на замовлення армії США в Лабораторії балістичних досліджень для обрахунку балістичних таблиць і офіційно введений до ладу 15 лютого 1946 року. Деякі джерела помилково зазначають інший день — 14 лютого, також називаючи цей день неофіційним міжнародним святом. До початкової розробки ENIAC було залучено шість жінок-програмісток — Мерлін Мельцер, Кетлін Макнальті, Бетті Дженнінгс, Бетті Снайдер, Франсіс Білас та Рут Ліхтерман. Спочатку їхня роль у розробці проекту не отримала широкого публічного визнання; наприклад, на фотографіях з розробницями ENIAC їх деколи помилково підписували як моделей. Перші програмістки ENIAC отримали публічне визнання за свою роботу на кілька десятиліть пізніше — зокрема, у 1997 році вони були включені до Залу слави організації Women in Technology International.

Мала́ електро́нна лічи́льна маши́на, Мала електронна обчислювальна машина (МЕОМ) (найчастіше навіть в україномовних джерелах та/або в розповідях україномовних ветеранів позначається як МЕСМ, від рос. МЭСМ — Малая электронная счётная машина) — перша в СРСР і в Європі  обчислювальна машина з програмою, що зберігається в пам’яті. Створена в Інституті електротехніки АН УРСР під керівництвом академіка Сергія Олексійовича Лебедєва, який на той час був директором цього інституту. Початок розробки — 1948 р., введена в експлуатацію в 1950 році.

Розробка цієї машини була розпочата з наміром лише змоделювати (змакетувати) обчислювальну машину БЭСМ і тому спочатку перше «М» розшифровувалося як «модель». Після перших успіхів та з урахуванням гостроти потреби (як в Україні, так і в СРСР в цілому) в обчислювальних потужностях було прийнято рішення макет перетворити на машину для обчислення реальних задач. Практично до введення в експлуатацію першого екземпляра ЕОМ «Київ» «МЭСМ» була основою «обчислювальних потужностей» України (не беручи до уваги ЕОМ «СЭСМ», яка була спеціалізованою).

Після зняття з експлуатації «МЭСМ» було передано до Київського політехнічного інституту для використання в навчальному процесі. Поступово була розібрана з використанням окремих електронних вузлів для навчання інженерів з цифрової обчислювальної техніки.