История вычислительной техники

Первые счеты

Вавилонские счеты были разработаны, чтобы сократить время на выполнение вычислений.

Как было сказано в предыдущей главе, мы считаем, что вавилоняне изобрели сложный счет.

В период 2700–2300 гг. до н.э., вероятно, впервые появились счеты, таблица из последовательных столбцов, которая определяла порядок 60-значной системы счисления.

Abacus 2.0 / Счёты 2.0

В римских счётах использовались 10-значные римские числа, чтобы сократить время для выполнения вычислений:

Изображение: Британская энциклопедия 1911 года (общественное достояние).

Римляне разработали римские счеты, портативную версию десятичных счётов, использовавшихся ранее вавилонянами.

Это был первый в мире портативный компьютер. Используется римскими инженерами, купцами и сборщиками налогов.

Аналоговые компьютеры

Разностная машина (Чарльз Бэббидж, 1822 г.) - это механическая машина, предназначенная для сокращения времени вычисления сложных математических функций.

Аналитическая машина (Чарльз Бэббидж, 1833 г.) была механической машиной, спроектированной с использованием современных компьютерных элементов, таких как арифметика, логика и память.

Оба этих "компьютера" использовали 10-значные (десятичные) механические шестерёнки для выполнения математических вычислений:

(Charles Babbage's Analytical Engine. Science Museum. London)

Цифровые компьютеры

Цифровые компьютеры используют переключатели 0/1 для выполнения вычислений. Они работают с двоичными значениями, такими как 11100110, в отличие от аналоговых значений, таких как 230.

Попробуйте сами:

Первый электрический цифровой компьютер был разработан и построен Конрадом Цузе в Германии (1941).

В качестве переключателей 0/1 использовалось 2600 электрических реле. Тактовая частота была около 5 Гц.

Replica of the Zuse Z3. Deutsches Museum. Munich.

Электронные компьютеры

Компьютеры первого поколения (1945-1950) использовали вакуумные лампы в качестве бинарных переключателей.

Электронные лампы намного быстрее электрических реле.

Тактовая частота этих компьютеров составляла от 500 кГц до 1 МГц.

Компьютеры второго поколения

Компьютеры второго поколения (1950-1960) использовали транзисторы в качестве двоичных переключателей 0/1.

Транзисторы намного быстрее электронных ламп.

Компьютеры третьего поколения

Компьютеры третьего поколения (1960 г.) использовали интегральные схемы в качестве двоичных ключей.

Интегральные схемы намного быстрее транзисторов.

Скорость компьютера

Первый электрический компьютер мог выполнять 5 инструкций в секунду.

Первый электронный компьютер выполнял 5000 инструкций в секунду.

Первый персональный компьютер выполнял 5 миллионов инструкций в секунду.

AMD был первым компьютером, на котором удалось достичь 1 миллиарда инструкций в секунду.

Сегодня iPhone 12 может выполнять 11 миллиардов инструкций в секунду.

Когда это началось? Где это закончится?

Из истории выше вы можете извлечь:

• Компьютеры созданы для вычислений
• Чарльз Бэббидж создал первый механический компьютер
• Первые цифровые компьютеры использовали электромеханические переключатели
• Электронные лампы работают намного быстрее электромеханических переключателей
• Транзисторы намного быстрее электронных ламп
• Интегральные схемы намного быстрее транзисторов
• Компьютеры завтрашнего дня будут быстрее человеческого мозга?

Умнее людей?

Если мы верим в Закон Мура:

В 2020 году компьютеры по производительности уже соответствуют мозгу мыши.

В 2030 году компьютеры могут обладать мощностью человеческого мозга:

Источник: Ray Kurzweil