Чем люди пользовались до компьютеров
Вы никогда не задумывались о том, что на протяжении 5000 лет человечество абсолютно не развивалось. А за последние 100 лет вместо деревянных домов выросли небоскрёбы. У людей появились автомобили, смартфоны и роботы. Вспомните своё детство. То, чем вы пользуетесь сейчас, показалось бы вам фантастикой ещё 30 лет назад.
Всем привет! Вы на канале "Мой старый компьютер", сегодня не много поразмышляем и обсудим интересную теорию скачка в развитии человечества. Статья носит информативный характер и не содержит каких-то призывов или умысла задеть чьи-то чувства, просто размышления автора.
Согласно официальной истории, человечество жило задолго до нашей эры. Но почему Антарктиду открыли только в 1820 году? Почему США образовалось только в 1776 году? Электричество открыли в 1831 году, но не прошло ещё и 200 лет, как мы уже сидим за компьютерами и разогреваем еду в микроволновке. Почему раньше человечество не развивалось такими темпами?
Существует теория, что официальная история – переписана. Теория Дарвина не выдерживает никакой критики, потому что на Земле нет ни одной переходной формы жизни. Миллионы лет человек ел руками и жил в пещере, а за последние 300 лет перешёл от пера к смартфону. Где-то нас обманывают. Либо нам 300 лет, либо 300 лет назад нас лишили всех технологий и отбросили в развитии глубоко назад.
Приблизительно 300 лет назад могла произойти какая-то катастрофа, глобальное событие или даже молниеносная война. После этого события, так называемая "элита" могла забрать себе все знания и технологии, а простых людей отбросить в развитии на тысячу лет. Легко управлять теми, кто не знает своей истории и не обладает знаниями.
Все эти НЛО, которые люди наблюдают по всему миру, могут быть технологией, которую от нас скрывают. Даже карта мира абсолютно неправильная. Если вы посмотрите на карту мира в интернете, учебнике географии или даже на глобусе, то Гренландия будет размером с Африку, а Россия больше Южной Америки. Но на самом деле Гренландия в 14 раз меньше Африки, а Россия намного меньше, чем вы думаете. На территории Африки поместиться 2 России.
Нам врут и по поводу населения Земли. Не существует никаких 7 миллиардов. Население с каждым годом стремительно уменьшается. Особенно ярко это заметно в нашей стране.
Но что произошло 300 лет назад? На Земле существует множество сооружений, находок и следов горнодобывающей деятельности, которые невозможно повторить даже современными технологиями. Найдите в интернете фотографии Баболовской ванны или индийских колонн. Подобное сделать можно только машинной обработкой, имея высокий уровень промышленного производства. Александрийскую колонну в Санкт-Петербурге невозможно сделать без вращения в токарном станке и высокоскоростных полировальных машин.
Посмотрите фотографии полигональной кладки. Как можно строить здания из блоков, которые весят около 100 тонн? Между этими блоками даже игральную карту просунуть невозможно. А теперь сравните это со всем известной "хрущёвкой". А ещё обратите внимание на архитектуру сооружений, которым больше 250 лет. Все эти башни, колонны, арки – это настоящая красота! А сейчас все сооружения выглядят "бездушными".
Найдите в своём городе здания, которым больше 250 лет. Оцените качество кладки и размер блоков, а затем сравните его с современными кирпичными постройками. Вы будете удивлены.
От нас тщательно скрывают то, что произошло в те времена. Но факты подтверждают то, что до 1700 года на нашей планете была развитая цивилизация. По сооружениям и многочисленным следам добычи полезных ископаемых можно судить о развитой промышленности и высокотехнологичных инструментах.
После 1700 года исчезли все технологии, инструменты и знания. Менделеев придумал таблицу химических элементов в 1869 году, но чтобы создать железную колонну в Индии, которая не ржавеет, необходимы куда более современные знания. Мы и сейчас не сможем создать столь чистое железо. На всей планете стоят пирамиды, но люди до сих пор не знают об их предназначении. Конечно, если поискать информацию, можно найти какие-то логические объяснения и теории.
А может все эти знания решили скрыть от людей, а историю переписать. Это было сделано для того, что управлять населением. Теневое мировое правительство обладает такими технологиями и разработками, что нам и не снилось. Они могли заново изобрести паровой двигатель и подбросить Менделееву таблицу химических элементов. Они контролируют наши знания и технологии, чтобы всегда иметь преимущество над нами.
Всем спасибо за внимание, не забываем подписываться на канал, чтобы не пропускать новые публикации.
Наше время часто называют информационным веком. Однако информация была критически важна для рода человеческого на протяжении всего его существования. Человек никогда не был самым быстрым, самым сильным и выносливым животным. Своим положением в пищевой цепи мы обязаны двум вещам: социальности и способности передавать информацию более чем через одно поколение.
То, как информация хранилась и распространялась сквозь века, продолжает оставаться буквально вопросом жизни и смерти: от выживания племени и сохранения рецептов традиционной медицины до выживания вида и обработки сложных климатических моделей.
Посмотрите на инфографику (кликабельна для просмотра в полной версии). Она отображает эволюцию устройств хранения данных, и масштабы действительно впечатляют. Однако эта картинка далека от совершенства — она охватывает каких-то несколько десятилетий истории человечества, уже живущего в информационном обществе. А между тем данные накапливались, транслировались и хранились с того момента, откуда нам известна история человечества. Сперва это была обычная человеческая память, а в недалёком будущем мы уже ждём хранения данных в голографических слоях и квантовых системах. На Хабре уже неоднократно писали про историю магнитных накопителей, перфокарты и диски размером с дом. Но ещё ни разу не было проделано путешествие в самое начало, когда не было железных технологий и понятия данных, но были биологические и социальные системы, которые научились накапливать, сохранять, транслировать информацию. Попробуем сегодня прокрутить всю историю в рамках одного поста.
Источник изображения: Flickr
От перфокарт и магнитных лент к современным ЦОДам
Инженерные умы пытались придумать универсальный метод обработки и хранения информации еще с 17-го века. Блез Паскаль, в частности, заметил, что если вести вычисления в двоичной системе счисления, то математические закономерности позволяют привести решения задач в такой вид, который делает возможным создание универсальной вычислительной машины. Его мечта о такой машине осталась лишь красивой теорией, однако, спустя века, в середине 20-го века, идеи Паскаля воплотились в железе и породили новую информационную революцию. Некоторые считают, что она все еще продолжается.
То, что сейчас принято называть «аналоговыми» методами хранения информации, подразумевает, что для звука, текста, изображений и видео использовались свои технологии фиксации и воспроизведения. Компьютерная память же универсальна — все, что может быть записано, выражается с помощью нулей и единиц и воспроизводится с помощью специализированных алгоритмов. Самый первый способ хранения цифровой информации не отличался ни удобством, ни компактностью, ни надежностью. Это были перфокарты, простые картонки с дырками в специально отведенных местах. Гигабайт такой «памяти» мог весить до 20 тонн. В такой ситуации сложно было говорить о грамотной систематизации или резервном копировании.
Перфокарта
Компьютерная индустрия развивалась стремительно и быстро проникала во все возможные области человеческой деятельности. В 50-х годах инженеры «позаимствовали» запись данных на магнитную ленту у аналоговой аудио и видеозаписи. Стримеры с кассетами объемом до 80 Мб использовались для хранения и резервного копирования данных вплоть до 90-х годов. Это был неплохой способ с относительно продолжительным сроком хранения (до 50 лет) и небольшим размером носителя? Кроме того, удобство их использования и стандартизация форматов хранения данных ввела понятие резервного копирования в бытовой обиход.
Один из первых жёстких дисков IBM, 5 МБ
У магнитных лент и систем, связанных с ними, есть один серьезный недостаток — это последовательный доступ к данным. То есть, чем дальше запись находится от начала ленты, тем больше времени потребуется для того, чтобы ее прочитать.
В 70-х годах 20-го века был произведен первый «жесткий диск» (HDD) в том формате, в котором он знаком нам сегодня — комплект из нескольких дисков с намагничивающимся материалом и головками для чтения/записи. Вариации этой технологии используются и сегодня, постепенно уступая в популярности твердотельным накопителям (SSD). Начиная с этого момента, в течении всего компьютерного бума 80-х формируются основные парадигмы хранения, защиты и резервного копирования информации. Благодаря массовому распространению бытовых и офисных компьютеров, не обладающих большим объемом памяти и вычислительной мощности, укрепилась модель «клиент-сервер». По началу «сервера» были по большей части локальными, своими для каждой организации, института или фирмы. Не было какой-то системы, правил, информация дублировалась в основном на дискеты или магнитные ленты.
Появление интернета, однако, подстегнуло развитие систем хранения и обработки данных. В 90-х годах, на заре «пузыря доткомов» начали появляться первые дата-центры, или ЦОД-ы (центры обработки данных). Требования к надежности и доступности цифровых ресурсов росли, вместе с ними росла сложность их обеспечения. Из специальных комнат в глубине предприятия или института дата-центры превратились в отдельные здания со своей хитрой инфраструктурой. В то же время, у ЦОД-ов кристаллизовалась своего рода анатомия: сами компьютеры (серверы), системы связи с интернет-провайдерами и все, что касается инженерных коммуникаций (охлаждение, системы пожаротушения и физического доступа в помещения).
Чем ближе к сегодняшнему дню, тем больше мы зависим от данных, хранящихся где-то в «облаках» ЦОД-ов. Банковские системы, электронная почта, онлайн-энциклопедии и поисковые движки — все это стало новым стандартом жизни, можно сказать, физическим продолжением нашей собственной памяти. То, как мы работаем, отдыхаем и даже лечимся, всему этому можно навредить простой утерей или даже временным отключением от сети. В двухтысячных годах были разработаны стандарты надежности дата центров, от 1-го до 4-го уровня.
Тогда же из космической и медицинской отраслей начали активно проникать технологии резервирования. Конечно, копировать и размножать информацию с тем, чтобы защитить ее в случае уничтожения оригинала люди умели давно, но именно дублирование не только носителей данных, но и различных инженерных систем, а также необходимость предусматривать точки отказала и возможных человеческих ошибок отличает серьезные ЦОДы. Например, ЦОД, принадлежащий к Tier I будет лишь ограниченную избыточность хранения данных. В требования к Tier II уже прописано резервирование источников питания и наличие защиты от элементарных человеческих ошибок, а Tier III предусматривает резервирование всех инженерных систем и защиту от несанкционированного проникновения. Наконец, высший уровень надежности ЦОДа, четвертый, требует дополнительное дублирование всех резервных систем и полное отсутствие точек отказа. Кратность резервирования (сколько именно резервных элементов приходится на каждый основной) обычно обозначается буквой M. Со временем требования к кратности резервирования только росли.
Построить ЦОД уровня надежности TIER-III, — это проект, с которым справится только исключительно квалифицированная компания. Такой уровень надежности и доступности означает, что, как инженерные коммуникации, так и системы связи дублированы, и дата-центр имеет право на простой только в количестве около 90 минут в год.
У нас в Safedata такой опыт есть: в январе 2014 года в рамках сотрудничества с Российским Научным Центром «Курчатовский Институт» нами был введен в эксплуатацию второй дата-центр SAFEDATA — Москва-II, который также отвечает требованиям уровня TIER 3 стандарта TIA-942, ранее же (2007-2010) мы построили дата-центр Москва-I, который отвечает требованиям уровня TIER 3 стандарта TIA-942 и относится к категории центров хранения и обработки данных с защищенной сетевой инфраструктурой.
Мы видим, что в IT происходит еще одна смена парадигмы, и связана она с data science. Обработка и хранение больших объемов данных становятся актуальны как никогда. В каком-то смысле, любой бизнес должен быть готов стать немного учеными: вы собираете огромное количество данных о ваших клиентах, обрабатываете их и получаете для себя новую перспективу. Для реализации таких проектов потребуется аренда большого количества мощных серверных машин и эксплуатация будет не самой дешевой. Либо, возможно, ваша внутренняя ИТ-система настолько сложна, что на поддержание ее уходит слишком много ресурсов компании.
В любом случае, для каких бы целей вам не понадобились значительные вычислительные мощности, у нас есть услуга «Виртуального ЦОДа». Инфраструктура как сервис — не новое направление, однако мы выгодно отличаемся целостным подходом, начиная от специфически ИТ-шных проблем, вроде переноса корпоративных ресурсов в «Виртуальный ЦОД», до юридических, таких как консультация по актуальному законодательству РФ в сфере защиты данных.
Развитие информационных технологий похоже на беспощадно несущийся вперед поезд, не все успевают запрыгнуть в вагон когда им предоставляется возможность. Где-то до сих пор используют бумажные документы, в старых архивах хранятся сотни не оцифрованных микрофильмов, государственные органы могут до сих пор использовать дискеты. Прогресс никогда не бывает линейно-равномерным. Никто не знает, сколько важных вещей мы в результате навсегда потеряли и какое количество часов было потрачено из-за до сих пор не вполне оптимальных процессов. Зато мы в Safedata знаем, как не допустить пустых трат и невосполнимых потерь конкретно в вашем случае.
Практически любое изложение истории компьютеров начинается с упоминания изобретенного в древнем Египте абака. В зависимости от детальности изложения далее перечисляются изобретения китайского варианта абака, различных видов счетов с костяшками, вычислителей на основе зубчатых колёс, изобретения и промышленного выпуска арифмометров Тома де Кальмару, изобретения разностной машины Чарльзом Бэббиджем и т.д. вплоть до появления современных компьютеров. От абака до iPad история компьютеров представляется как цепочка изобретений изделий из дерева, металла и других материалов.
Однако, первые компьютеры (computers) были людьми! И эта статья о том, как они из людей превратились в то, что мы имеем сейчас.
17. Первый сенсорный экран (1965 г.)
На фото ниже — первый сенсорный экран (хоть он и мало чем похож на современные модели). Это панель с сенсорным экраном без чувствительности давления (в равной степени на любые касания экрана) с единственной точкой для контакта. В дальнейшем концепт использовался воздушными диспетчерами в Великобритании вплоть до 90-х годов.
15. Первая компьютерная мышь (1964 г.)
Идея компьютерной мыши пришла в голову американскому физику Дугласу Энджелбарту во время конференции на тему компьютерной графики. Он придумал устройство с парой маленьких поворачивающихся колес, которые могут использоваться для свободного перемещения курсора по экрану. Прототип был создан его ведущим инженером, Биллом Инглишем, но Инглиш и Энджелбарт никогда не получали лицензионные платежи для дизайна.
8. Первый трекбол (1946/1952 г.)
Трекбол — указательное устройство ввода информации об относительном перемещении для компьютера. По сути, аналог современной компьютерной мыши. По одной из версий он был разработан Ральфом Бенджамином, когда тот работал над системой мониторинга для низколетающего самолета. Изобретение, которое он описал, включало в себя шар для управления координатами X-Y курсора на экране. Дизайн был запатентован в 1947 году, но не выпускался, потому что проект находился под грифом «секретно».
Также трекбол использовался в системе канадского военно-морского флота DATAR в 1952 году. Этот «шаровой указатель» применил Том Крэнстон.
3. Первая Компьютерная программа: алгоритм для вычислений числа Бернулли (1841 — 1842 г.)
Математик Ада Лавлейс начала переводить отчеты своего итальянского коллеги — математика Луиджи Менабреа. Для этого она использовала все ту же аналитическую машину Бэббиджа в 1841. Во время перевода женщина заинтересовалась компьютером и оставила примечания. В одной из заметок содержался алгоритм для вычисления числа Бернулли (последовательность рациональных чисел В1, В 2, В3) аналитической машиной, которая, как полагают эксперты, была самой первой компьютерной программой.
4. Первый работающий компьютер: Z3 Конрада Цузе (1941г.)
Немецкий изобретатель Конрад Цузе стал первым, кому удалось создать работающий компьютер Z3. На основе своих первых двух моделей Z1 и Z2 ученый собрал полноценный электромагнитный программирующий компьютер, созданный на базе электронных реле. Z3 имел двоичную систему исчисления, числа с плавающей запятой, арифметическое устройство с двумя 22-разрядными регистрами, управление через 8 канальные ленты.
Предполагалось, что это будет секретный проект немецкого правительства. По большей части он разрабатывался для Института Исследований в области авиации. Правда самого Цузе мало интересовали интересы военных, ему просто хотелось создать работающую ЭВМ.
Оригинал машины Z3 был разрушен во время бомбежки Берлина в 1943 году.
До изобретения письменности
До того, как появилось то, что можно без сомнения назвать письменностью, основным способом сохранить важные факты была устная традиция. В такой форме передавались социальные обычаи, важные исторические события, личный опыт или творчество рассказчика. Эту форму сложно переоценить, она продолжала процветать вплоть до средних веков, далеко после появления письменности. Несмотря на неоспоримую культурную ценность, устная форма — эталон неточности и искажений. Представьте себе игру в «испорченный телефон», в которую люди играют на протяжении нескольких столетий. Ящерицы превращаются в драконов, люди обретают песьи головы, а достоверную информацию о быте и нравах целых народностей невозможно отличить от мифов и легенд.
Боян
Компьютеры — это люди
О первых компьютерах-людях можно почитать в Википедии в разделе об этимологии английского слова «computer».
Согласно Оксфордскому Словарю Английского Языка, первое известное использование слова «computer» обнаружено в книге английского писателя Ричарда Брейтвейта, изданной в 1613 году. Это использование термина относится к человеку, который выполнял некие расчеты. Слово использовалось в английском языке в том же значение вплоть до середины 20-го века. С конца XIX века слово стало приобретать более знакомое нам значение — машина, которая выполняет вычисления [1].
Итак, первые компьютеры были людьми. Но что же они вычисляли?
В книге Gleick, James. «The information: a history, a theory, a flood» я нашел интересное упоминание о них.
В течение следующего полувека эти таблицы подготавливала команда примерно из тридцати профессионалов. Их профессия называлась computer. Команда состояла в основном из мужчин, но некоторое время в ней работала и женщина — Mary Edwards of Ludlow, из Шропшир.
Мемориальная доска в честь первой «женщины-компьютер» |
Вычисление было «кустарным» (индивидуальным) производством. Для каждого расчёта был расписан пошаговый алгоритм. Больших математических познаний для работы не требовалось, однако требовалось высокая концентрация, внимательность и аккуратность. Способных к этому людей искали и отбирали по всей Англии.
В любом случае первые компьютеры, будучи людьми, делали ошибки, поэтому одно и то же задание обрабатывалась дважды и разными людьми.
Компьютеры-люди быстро сообразили, что можно сэкономить массу времени, если просто копировать (переписывать) результаты работы друг-друга. Когда виновники были пойманы за руку, руководство перешло (выражаясь современным языком) к распределённой архитектуре вычислений. Компьютеров стали специально набирать в удалённых друг от друга поселениях. Все члены команды стали работать исключительно на дому.
Для управления потоком информации в проекте существовал специальной сравниватель-корректор результатов (компаратор).
Внедрение логарифмов в практику вычислений резко снизило трудоёмкость вычислений, однако потребность в них резко возросла.
Опыт «долготой команды» был использован позднее в больших коммерческих проектах по составлению и публикации самых разных таблиц. Компьютеры появились в штатах банков, страховых и торговых контор.
Вам это ничего не напоминает?
Кстати, в Америке первый компьютер был принят на работу относительно поздно, в 1892 году. Об этом свидетельствует (первое из подобных) объявление о приёме на работу в газете «Нью-Йорк таймс» от 2 мая 1892. Оно гласило: в ВМС США требуется компьютер (Computer wanted) со знанием алгебры, геометрии, тригонометрии и астрономии [2].
16. Первый коммерческий компьютер: Programma 101 (1965 г.)
Персональный компьютер Programma 101, также известный как Perottina, был первым в мире коммерческим ПК. Он выполнял следующие действия: дополнение, вычитание, умножение, деление, высчитывал квадратный корень, абсолютную величину и часть. Компьютер был оценен в $3,200 и несмотря на дороговизну, неплохо продавался (около 44,000 единиц). Изобрел Programma 101 итальянский инженер Пьер Джорджио Перотто.
9. Первый компьютер совместного хранения данных и программ в памяти: SSEM (1948 г.)
Манчестерская малая экспериментальная машина (англ. Manchester Small-Scale Experimental Machine, SSEM) — первый электронный компьютер, построенный по принципу совместного хранения данных и программ в памяти. Создатели — Фредерик Уильямс, Том Килберн и Джефф Тутилл были членами Манчестерского университета. Машина задумывалась, как экспериментальный аппарат для изучения свойств компьютерной памяти на ЭЛТ («трубки Уильямса»). Программы были введены в двухчастную форму, используя 32 выключателя, на продукции CRT.
Кстати, успешные испытания SSEM стали началом создания полноценного компьютера на трубках Уильямса — «Манчестерского Марка I».
Механические устройства для вычислений
Как техническое средство вычислительная техника берет начало от арифмометров – механических вычислительных устройств, выполняющих поразрядные операции умножения, деления, сложения и вычитания. Известны «Считающие часы», созданные немецким ученым Вильгельмом Шиккардом (1623 г.), «Паскалина» – изобретение французского механика Блеза Паскаля (1642 г.), «Ступенчатый вычислитель» Готфрида Вильгельма Лейбница (1673 г).
Рис. 2. Арифмометр.
Итогом механического периода вычислительных приборов стала разработка английского ученого Чарльза Беббиджа, ставшая прообразом современного компьютера. Задумка аналитической машины, представляла собой проект вычислительного устройства общего назначения, в котором в качестве носителя информации использовались перфокарты. Эта машина, хоть и не была построена при жизни ученого, послужила примером для создания современных компьютеров.
Следующей вехой в развитии вычислительных комплексов явилось использование электромеханических устройств. Первым представителем семейства электромеханических машин стал табулятор Холлерита, разработанный в 1887 г, позволявший автоматизировать и ускорить обработку статистической информации.
10. Первый высокоуровневый язык программирования: Планкалкюль (Plankalkül, 1948 г.)
Этот язык был использован Конрадом Цузе (разработчиком первого работающего компьютера Z3). Хотя Цузе и начал создавать Plankalkül еще с 1943 года, впервые он был применен в 1948 году, когда ученый опубликовал работу на тему программирования. Правда данный язык программирования не привлек особого внимания. Первый компилятор для Планкалкюль (для современных компьютеров) был создан лишь в 2000 году профессором Свободного университета Берлина — Йоахимом Хоманом.
От Гутенберга до лампы
Попытки упростить и ускорить набор текста с помощью комплектов заранее отлитых словоформ или букв и ручного пресса предпринимали еще в Китае в 11 веке. Почему же мы мало знаем об этом и привыкли считать родиной печати Европу? Распространению наборной печати в Китае помешала их собственная сложная письменность. Производство литер для полноценной печати на китайском было слишком трудоемким.
Благодаря Гутенбергу же, у книг появилось понятие экземпляра. Библия Гутенберга была отпечатана 180 раз. 180 копий текста, и каждая копия повышает вероятность, что пожары, наводнения, ленивые переписчики, голодные грызуны не будут помехой для будущих поколений читателей.
Печатный станок Гутенберга
Ручной пресс и ручной подбор литер, однако, не являются, конечно, оптимальным по скорости и трудозатратам процессом. С каждым столетием человеческое общество стремилось не только найти способ сохранить информацию, но и распространить ее как можно более широкому кругу лиц. С развитием технологий, эволюционировала как печать, так и производство копий.
Ротационная печатная машина была изобретена в конце девятнадцатого века, и ее вариации используются вплоть до сегодняшнего дня. Эти махины, с непрерывно вращающимися валами, на которых закреплены печатные формы, были квинтэссенцией индустриального подхода и символизировали очень важный этап в информационном развитии человечества: информация стала массовой, благодаря газетам, листовкам и подешевевшим книгам.
Массовость, однако, не всегда идет на пользу конкретному кусочку информации. Основной носитель, бумага и чернила, все так же подвержены износу, ветхости, утере. Библиотеки, полные книг по всем возможным областям человеческих знаний, становились все более объемны, занимая огромные пространства и требуя все больше ресурсов для своего обслуживания, каталогизации и поиска.
Очередной сдвиг парадигмы в сфере хранения информации произошел после изобретения фотопроцесса. Нескольким инженерам пришла в голову светлая мысль, что миниатюрные фотокопии технических документов, статей и даже книг могут продлить исходникам жизнь и сократить необходимое для их хранения место. Получившиеся в результате подобного мыслительного процесса микрофильмы (миниатюрные фотографии и оборудование для их просмотра) вошли в обиход в финансовых, технических и научных кругах в 20-х годах двадцатого века. У микрофильма много плюсов — этот процесс сочетает в себе легкость копирования и долговечность. Казалось, что развитие способов хранения информации достигло своего апогея.
Микроплёнка, используется до сих пор
18. Первый объектно-ориентированный язык программирования: Simula (1967 г.)
Simula — это язык программирования общего назначения, разработанный сотрудниками Норвежского Вычислительного Центра (г. Осло) Кристеном Нюгордом и Оле-Йоханом Далем для моделирования сложных систем. Учения Чарльза Ричарда Хоара про конструкции класса, языков программирования с объектами, классами и подклассами привели к созданию SIMULA 67.
Simula 67 явилась также первым языком с встроенной поддержкой основных механизмов объектно-ориентированного программирования.
Можно много чему научиться у первопроходцев в истории вычисления и создания компьютеров. Работа, проделанная поколениями до нас сподвигла ко многим изменениям, формирующим современный ИТ-мир.
Электронно-вычислительные машины прочно вошли во все сферы жизнедеятельности современного общества. К своему высокотехнологичному состоянию средства вычислительной техники шли путем долгой эволюции. Кратко об истории развития вычислительной техники можно прочесть в данной статье.
13. Первый компилятор: A-0 для UNIVAC 1 (1952 г.)
Компилятор — программа, которая преобразовывает язык высокого уровня в машинный код. A-0 Система была программой, созданной легендарной женщиной-программистом Грейс Хоппер. Основной задачей системы было преобразование программы, определенной как последовательность подпрограмм и аргументов в машинный код. A-0 был выпущен клиентам с его исходным кодом, делающим, возможно, самое первое общедоступное программное обеспечение.
В 1952 г. у Хоппер появился готовый к работе компилятор. Ее высказывание по этому поводу:
В это не могли поверить. У меня был работающий компилятор и никто им не пользовался. Ведь мне говорили, что компьютер может выполнять только арифметические операции.
Программируемые вычислители
Результатом эволюции вычислительных устройств явилось создание электронной вычислительной машины в том виде, в котором мы привыкли ее сейчас видеть. Однако и ЭВМ прошли несколько этапов развития, связанных в первую очередь, с развитием электронной элементной базы:
К первому поколению вычислительных устройств , базирующемуся на лампах можно отнести ENIAC ( США, 1946 г.), ЭВМ БСЭМ-2 (СССР, 1949 г.). Эти машины позволяли производить до 20 тысяч операций в секунду и в качестве устройства ввода использовали перфокарты. Огромные габариты и энергопотребление таких устройств обусловлено особенностями используемой элементной базы.
Самый первый компьютер под названием ENIAC, созданный в 1946 году имел массу более двадцати тонн и занимал огромное помещение площадью порядка 150 квадратных метров.
Рис. 2. ENIAC — первый компьютер на электронных лампах.
Следующий этап развития ЭВМ связан с изобретением полупроводникового транзистора — компактного и экономичного аналога электронной лампы. Быстродействие подобных устройств увеличилось уже до сотен тысяч операций в секунду, а их габариты и энергопотребление значительно снизилось. Что привело к более широкому распространению ЭВМ и упрощению взаимодействия с пользователем. Одним из представителей семейства полупроводниковых машин является ЭВМ БСЭМ-6 (СССР, 1959 г.)
Объединение транзисторных схем в отдельные интегральные микросхемы (ИМС) дало толчок третьему поколению компьютеров. Для этого этапа характерно дальнейшее увеличение производительности и снижение стоимости производства и эксплуатации. А также появление различных периферийных устройств, таких как накопители на магнитных дисках, дисплеи, графопостроители. Среди машин третьего поколения можно выделить IBM-360 (США) и ЕС ЭВМ (СССР).
В настоящее время все компьютеры относятся к четвертому поколению и основаны на использовании микропроцессоров — сверхбольших интегральных схем. Это первый тип компьютеров, который появился в розничной продаже.
Первые компьютеры — это профессия. До того как были созданы компьютерные устройства, компьютерами называли людей, занимавшихся выполнением сложных вычислений на арифмометрах. Как правило, этой профессией овладевали женщины, многие из которых затем с успехом работали программистами.
5. Первая электронно-вычислительная машина: Компьютер Атанасова-Берри (Atanasoff-Berry Computer, ABC, 1942 г.)
Первое цифровое вычислительное устройство без движущихся частей. Компьютер был создан Джоном Винсентом Атанасовым и Клиффордом Берри. ABC использовался для поиска решений под одновременные линейные уравнения. Это был самый первый компьютер, который использовал набор из двух предметов, чтобы представлять данные и электронные выключатели вместо механических. Компьютер, однако, не являлся программируемым. В ABC впервые появились более современные элементы, такие как двоичная арифметика и триггеры. Минусом устройства была его особая специализация и неспособность к изменяемости вычислений из-за отсутствия хранимой программы.
От клинописи до печатного станка
Для большинства историков рождении цивилизации с большой буквы неотрывно связано с появлением письменности. Согласно распространенным теориям, цивилизация в современном ее понимании появляется в результате создания излишков пищи, разделения труда и появления торговли. В долине Тигра и Евфрата произошло именно это: плодородные поля дали почву торговле, а коммерция, в отличии от эпоса, требует точности. Было это примерно в 2700 г. до нашей эры, то есть 4700 лет назад. Львиная доля шумерских табличек с клинописью заполнены бесконечным рядом торговых транзакций. Не все, конечно, так банально, например, расшифровка шумерской клинописи сохранила для нас старейшую на данный момент литературную работу — «Эпос о Гильгамеше».
Глиняная табличка с клинописью
Клинопись, определенно, была отличным изобретением. Глиняные таблички неплохо сохранились, что уж говорить о клинописи, выбитой на камне. Но у клинописи есть однозначный минус — скорость, и физический (не в мегабайтах) вес итоговых «документов». Представьте, что вам нужно срочно написать и доставить несколько счетов в соседний город. С глиняными табличками такая работа может стать в буквальном смысле неподъемной.
Во многих странах, от Египта до Греции, человечество искало способы быстро, удобно и надежно фиксировать информацию. Все больше люди приходили к той или иной вариации тонких листов органического происхождения и контрастных «чернил». Это решало проблему с со скоростью и, так сказать, «емкостью» на килограмм веса. Благодаря пергаменту, папирусу и, в конечном счете, бумаге человечество получило свою первую информационную сеть: почту.
Однако, с новыми преимуществами пришли новые проблемы: все, что написано на материалах органического происхождения имеет свойство разлагаться, выцветать, да и просто гореть. В эпоху от темных веков вплоть до изобретения печатного пресса большим и важным делом было копирование книг: буквальное переписывание набело, буква за буквой. Если представить сложность и трудоемкость этого процесса, легко понять, почему чтение и письмо оставались привилегией очень узкой прослойки монашества и знатных людей. Однако в середине пятнадцатого века произошло то, что можно назвать Первой Информационной Революцией.
Что мы узнали?
История развития вычислительной техники берет свое начало в древности. Первыми приспособлениями для вычислений были счеты, логарифмические линейки, арифмометры. Прообразом современного компьютера была аналитическая машина Чарльза Бэббиджа. Развитие компьютерной техники проходило параллельно совершенствованию ее элементной базы: от вакуумных ламп до интегральных микросхем.
12. Первый персональный компьютер: «Simon» (1950 г.)
Simon стал первым доступным компьютером. Он разработан Эдмундом Беркли, а построен инженером-механиком Уильямом Портером и выпускниками Колумбийского университета Робертом Дженсоном и Робертом Валлом. Simon имел систему команд и мог выполнять девять операций, в том числе два действия арифметики — сложение и вычитание, а также сравнение и выбор аргументов. Числа и команды считывались с перфоленты, а результат высвечивался на индикаторной панели. На вход могли подаваться числа в диапазоне от 1 до 255 в бинарной нотации, набитые на перфоленту.
14. Первый автокод: Автокод Гленни (1952 г.)
Автокод — название группы языков программирования высокого уровня, который использует компилятор. Первый автокод был создан для серии компьютеров в университетах Манчестера, Кембриджа и Лондона. Автокод был создан одним из манчестерских сотрудников Тьюринга — Аликом Глени (собственно в его честь и назван).
2. Первый компьютер общего назначения: «Аналитическая машина» (1834 г.)
Чарльз Бэббидж продолжил свою работу и, основываясь на полученном опыте, взялся за разработку механического компьютера. Эта машина предназначалась для автоматизации вычислений путем аппроксимации функций многочленами и вычисления конечных разностей. Благодаря возможности приближенного представления в многочленах логарифмов и тригонометрических функций, «аналитическая машина» могла быть универсальным прибором.
История развития вычислительной техники
Информатика как наука, включает в себя много направлений, в том числе и раздел, связанный с изучением вычислительной техники. История развития вычислительной техники насчитывает тысячи лет, с момента возникновения первых счетных палочек до современных высокотехнологичных компьютерных средств.
1. Первый компьютер: «Машина различий» (1821 г.)
Предшественник Аналитической машины. «Машина различий» была первой попыткой создания механического компьютера. Разработкой проекта занимался ученый Чарльз Бэббидж. Заручившись поддержкой британского правительства, он начал работать над устройством. Но из-за высокой себестоимости, финансирование было остановлено и компьютер так и не построили.
11. Первый ассемблер: «Начальные команды» на EDSAC (1949 г.)
Ассемблер — транслятор исходного текста программы, который преобразовывает мнемонику (низкого уровня) в числовое представление (машинный код).
Первый в мире действующий и практически используемый компьютер с хранимой в памяти программой. Программы были в мнемокодах вместо машинных, делая исходный код самым первым ассемблером.
Первые приспособления для счета
Первыми устройствами для выполнения простых арифметических операций, известными исторической науке, были счеты. Так, среди культурных артефактов древнего мира – Египта, Вавилона, Греции, Рима, Китая можно найти специальный предмет, предназначенный для счета – абак. Абак представляет собой доску, на которой в специальных углублениях расположены небольшие камни. Современные варианты счетов, в виде бусин, нанизанных на проволоку, используются, и посей день для выполнения операций сложения и вычитания.
Рис. 1. Абак — приспособление для счета.
Для более сложных операций, таких как умножение, деление, возведение в степень, вычисление корней и логарифмов, были придуманы различные приспособления. Это логарифмические линейки и таблицы. Логарифмическая линейка была изобретена в 1622 году англичанином Уильямом Отредом, а первая таблица появилась в 1614 году и содержала значения тригонометрических функций.
6. Первая программируемая электронно-вычислительная машина: «Колосс» (1943 г.)
Вместо эпилога
Укоренившаяся в умах широкой публики и даже специалистов история ИТ в кратком изложении выглядит так: Да, древние греки и китайцы изобрели и пользовались абаком. И после этого разные изобретатели типа Бэббиджа изобретали разные курьезные, но мало полезные машинки для механического счёта. И только после того, как в середине 20-го века на ровном месте были изобретены первые ЭВМ, началось подобное взрыву развитие и применение информационных технологий на основе программирования.
В реальности всё было по-другому. Первыми компьютерами были люди. Эта профессия становилась все более массовой. За счёт механизации вычислений производительность труда людей-компьютеров постоянно росла, расширялись и появлялись новые области применения их труда. Среди них происходила специализация. На определенном этапе среди людей-компьютеров появились люди, занимавшиеся тем, что стало потом называться программированием. Когда появились первые промышленные ЭВМ, рынок для их использования был уже сформирован. Замена людей-компьютеров (в СССР — расчётчиков) на ЭВМ и потом на персональные компьютеры растянулась на несколько десятилетий.
Ну и под конец — одно пожелание. Если Вы, дорогой читатель, в очередной раз разозлитесь почему-либо на свой компьютер, успокойтесь и перестаньте злится. Вспомните, что ещё совсем недавно компьютеры были людьми.
Недавно у нас с коллегами возникла дискуссия на тему первых компьютеров и программ. В разговоре вспомнились не только знаменитые ученые, такие как Чарльз Бэббидж, но и менее известных вроде Ады Лавлейс. В результате возникла идея провести исследование и составить хронологию развития истории компьютеров и программирования.
В процессе изучения различных источников обнаружилось немало любопытных фактов. Например, тот же Бэббидж технически не является изобретателем компьютера, что первым высокоуровневым языком программирования был вовсе не FORTRAN, а для CRT-мониторов использовались стилусы.
Механизация труда людей-компьютеров
Арифмометры значительно удешевили стоимость расчётов и, как это не странно, привели к появлению ещё большего числа людей-компьютеров во всех развитых странах.
В СССР учёт и контроль были краеугольными камнями плановой экономики. Профессия людей-компьютеров (расчётчиков или техников-расчётчиков) стала массовой. Людей этой профессии готовили в техникумах. Кроме того, эту специальность преподавали как дополнительную бухгалтерам, технологам и т.д.
Моя мать работала в районном Бюро Технической Инвентаризации в большом сибирском селе. В её задачу входило наряду с ведением бухгалтерии помогать техникам в вычислении стоимости строений и сооружений. Для проведения этих вычислений существовали объёмные справочники с разъяснениями, формулами и вспомогательными таблицами. Для ускорения вычислений использовался массовый советский арифмометр Феликс.
Арифмометр Феликс был назван так в честь легендарного основателя ЧК Феликса Дзержинского. Всего в СССР было выпущено несколько миллионов этого аппарата. Он стоил примерно десятую долю средней месячной зарплаты.
Постигнув арифметику, я много и с удовольствием помогал моей маме в проведении расчётов на «железном Феликсе», как его называли в народе. В этом смысли я и сам немного человек-компьютер, и даже во втором поколении (шутка).
На крупных производствах и при органах управления вплоть до появления ЭВМ (Электронных Вычислительных Машин) и персональных компьютеров существовали Машиносчётные Станции (МСС).
Машиносчетная станция ордена Ленина треста ЧМС: группа перфорации (машины перфораторы и контрольники) Январь 1965 Автор: В. Петров. Место съемки: г. Череповец и Череповецкий район. Источники: Череповецкое музейное объединение [3]
Такая станция существовала даже в нашем небольшом селе и производила в основном подсчёты трудовых успехов и расчёты зарплаты сотрудникам районных предприятий, колхозов и совхозов. Бухгалтера на этих предприятиях подготавливали первичные ведомости, которые сотрудницы МСС просчитывали на арифмометрах.
Как я узнал позже, вплоть до 70-х годов в СССР существовали и огромные Машиносчётные Центры, прототипы более поздних Вычислительных Центров, оснащённых уже ЭВМ.
В начале своей трудовой деятельности я познакомился с одним известным в узких кругах математиком. После окончания Московского Университета он был распределён на работу на одно очень закрытое предприятие на Урале (в народе такие предприятия тогда называли «ящиками»). Сотрудники огромного отделения, куда он попал, занимались расчётом «разных баллистических траекторий», как он выражался (не уточняя, каких). Алгоритмы расчёта были сложные, использовались итерационные методы. Задача моего знакомого состояла, выражаясь современным языком, в написании «программ» на языке, чем-то схожим с ассемблерным языком или байткодом.
Отдельные элементарные шаги алгоритма записывались в специальную таблицу в левую колонку. Результаты вычисления надо было записывать справа. Язык включал условия окончания вычислений и переходы на новое место алгоритма. Такой переход означал, как правило, что дальнейшие вычисления должны были проводиться другим специалистом, владеющим арифмометром другого типа или логарифмической линейкой.
В отделении работало несколько сотен сотрудников (в основном — женщин). Оснащение состояло из арифмометров различного вида и логарифмических линеек.
Потоки вычислений всегда дублировались, чтобы можно было сравнивать в случае необходимости результаты каждого шага.
Сотрудники отделения полный рабочий день, год от года передвигали штырьки арифмометров, крутили их ручки, передвигали полозки логарифмических линеек и записывали результаты вычислений в таблицы, практически ничего не зная об истинной цели своей работы. Так продолжалось до тех пор, пока им на смену не пришли первые ЭВМ.
7. Первая программируемая электронно-вычислительная машина общего назначения: ENIAC (1946 г.)
ENIAC (Электронный числовой интегратор и вычислитель) — первый электронный цифровой компьютер общего назначения с возможностью перепрограммирования для решения широкого спектра задач. Финансируемый американской армией, ENIAC был разработан Электротехнической школой Мура в университете Пенсильвании. Его создавала команда ученых во главе с Джоном Преспером Экертом и Джоном Уильямом Мокли. ENIAC достигал в ширину 150 футов и мог быть запрограммирован на выполнение сложных операций. Вычисления производились в десятичной системе, компьютер оперировал числами максимальной длиной в 20 разрядов.
Интересным фактом было то, что на программирование задачи на ENIAC могло уходить несколько дней, зато решение выдавалось в считаные минуты. При перекоммутировании ENIAC «превращался» в практически новый специализированный компьютер для решения специфических задач.
Читайте также: