ENIAC – самый первый компьютер в мире. Назад в историю: каким был самый первый компьютер в мире

По статистике количество компьютеров на нашей планете превышает два миллиарда, и с каждым днем эта цифра увеличивается. Сейчас сложно представить современный мир без компьютеров и программируемых устройств. Ежедневно мы запускаем компьютер для работы, общения, развлечений, пользуемся смартфонами, планшетами и другими умными девайсами. Все эти устройства – результат непрерывного развития компьютерных технологий. А с чего все начиналось? Каким был самый первый компьютер в мире? В этой статье мы немного углубимся в историю вычислительной техники.

История самого первого в мире компьютера

ENIAC – первое электронное устройство, которое можно было программировать для решения математических задач. ENIAC был создан в 1943 году в Пенсильванском университете для армии США. Его разработкой занимались ученый в области компьютерной инженерии Джон Преспер Эккерт и физик-инженер Джон Уильям Мокли.

Главной задачей компьютера ENIAC были расчеты баллистических таблиц стрельбы, которые были крайне необходимы артиллеристам во время войны. Таблицы стрельбы содержали информацию о расстоянии к цели, поправках прицела и другие важные расчеты. До появления первого в мире компьютера , эти таблицы составляли клерки с помощью арифмометров. Один клерк, или “вычислитель”, мог составить подобную таблицу за 4(!) года.

Естественно, для решения такой задачи нужно было достаточно мощное устройство. В апреле 1943 года проект “Электронный дифф. анализатор”, в последующем – ENIAC, презентовали на конференции Баллистической Лаборатории. После одобрения проекта, на создания ENIAC выделили больше 60 тысяч долларов США.

С 1943 по 1945 год под командованием Экерта и Мокли шла активная разработка ENIAC. Разработка была завершена в 1945 году, когда надобность в артиллерийских таблицах исчезла, т.к. война была окончена. США решили применять ENIAC для расчетов при создании термоядерного оружия, авиации, и даже прогноза погоды. На создание ENIAC США потратило 486 тысяч долларов.

Технические характеристики

Этот “монстр” весил 27 тонн, потреблял 174 кВт энергии, мог производить 5 тысяч операций сложения, или 357 раз умножать числа в секунду. Работал на частоте 100 КГц и имел объем памяти 20 число-слотов. Стоит заметить, что компьютер работал в десятичной системе счисления.

ENIAC состоял из семнадцати тысяч вакуумных ламп, около семи тысяч диодов, 1 500 реле, 70 000 резисторов и десять тысяч конденсаторов. Поломка хотя бы одной лампы или диода означала поломку всей системы. Это устройство работало без транзисторов, т.к. на то время их еще не было.

Программирование такого компьютера было очень сложным занятием. Более недели инженеры могли разрабатывать расчеты, которые машина производила за 5 минут. Из-за частых поломок, перегорания ламп и перегрева, ENIAC мог работать не более 20 часов подряд, выполняя большой объем работы.

Итог

ENIAC – это компьютер, разработанный в военных целях, который сделал большой прорыв в компьютерной инженерии. Электроника и ЭВМ начали активно развиваться благодаря ENIAC. Сейчас мы сидим за небольшим ноутбуком, или держим в руках смартфон и даже не задумываемся, что “предком” этого девайса было устройство, которое занимало площадь 200 м 2 и весило как трамвай.

Рубрика:

Компьютеры, без которых наша жизнь не представляется возможной, на самом деле, появились не так уж давно. Представители старшего поколения не только не использовали компьютеры во время своего обучения в школах и институтах, но и, как правило, понятия не имели, что это такое. Эпоха компьютеров и даже электронно-вычислительных машин – ЭВМ – как у нас назывались первые компьютеры пришла в нашу жизнь сравнительно недавно. Хотя самый дальний их предшественник – счеты (абак), появился еще в древнем Вавилоне 3000 лет до н.э.

Реконструкция римского абака

Первый человек, который придумал первую цифровую вычислительную машину, был Блез Паскаль. В 1642 году он представляет «Паскалину» - первое реально осуществлённое и получившее известность механическое цифровое вычислительное устройство. Прототип устройства суммировал и вычитал пятиразрядные десятичные числа. Паскаль изготовил более десяти таких вычислителей, причём последние модели оперировали числами с восемью десятичными разрядами. С этого открытия все и началось…

Суммирующая машина Паскаля

C тех времен было изобретено множество механических аппаратов, позволяющих производить не очень сложные расчеты. Основной прогресс наблюдался с конца 19 ст., а пик пришелся на первую половину 20 ст. И вот, в 1938 году немецким инженером Конрадом Цузе была создана более сложная первая механическая программируемая машина Z1. На ее основе в 1941 году им же - первая вычислительная машина Z3, обладающую всеми свойствами современного компьютера.

Воссозданный Z3 в Немецком музее г. Мюнхена

А кто и когда придумал первый электронный компьютер? Ведь именно он является настоящим прообразом современных компьютеров. А произошло это довольно скоро после изобретения Конрада Цузе. В 1942 году американский физик Джон Атанасов и его аспирант Клиффорд Берри разработали и начали монтировать первый электронный компьютер. Работа не была завершена, но оказала большое влияние на создателя первого электронного компьютера ЭНИАК. Тот человек, кто придумал компьютер ЭНИАК – первую электронно-вычислительную цифровую машину, был Джон Мокли, американский физик и инженер. Джон Мокли обобщил основные принципы построения ЭВМ на основе опыта разработки машин и в 1946 году миру предстал настоящий электронный компьютер ENIAC. Руководителем разработки был Джон фон Нейман, изложенные им принципы и структура ЭВМ в дальнейшем так и стали называться – фон-неймановскими.

Компьютер ЭНИАК

Так что на вопросы о том, в каком году создали компьютер, где был создан первый компьютер и кто создал первый компьютер можно ответить по-разному. Если речь идет о первом компьютере вообще (в данном случае механическом), то создателем такового можно считать Конрада Цузе, а страну, в которой изобрели первый компьютер – Германией. Если же считать первым компьютером именно электронный компьютер, то это будет ENIAC, изобретатель, соответственно, Джон Мокли, а страна - США.

Первые компьютеры все же были далеки от тех, которыми мы сейчас пользуемся – персональными компьютерами. Они были огромными, занимали значительные площади, соизмеримые с площадью многокомнатной квартиры, а весили несколько десятков тонн! Персональные же компьютеры (ПК) появились значительно позже.

А кто тогда создал первый персональный компьютер? Создание первых персональных компьютеров стало возможно только в 1970-х годах. Некоторые люди стали в домашних условиях собирать компьютеры ради исследовательского интереса, так как полезного применения в домашних условиях компьютерам практически не было. И в 1975 году появился первый персональный компьютер Альтаир 8800, который стал коммерчески успешным первым ПК. Создателем первого персонального компьютера стал американский инженер Генри Эдвард Робертс, который так же был основателем и президентом компании Micro Instrumentation and Telemetry Systems, которая начала выпуск первого ПК. Альтаир 8800 явился «начальником» бума компьютеризации населения.

Персональный компьютер Альтаир 8800

Первые персональные компьютеры, и даже компьютеры начала 90-х были на много порядков слабее современных. Достаточно сказать, что объем памяти современной не самой крутой «флешки» сопоставим со всей дисковой памятью нескольких тысяч (!!!) персональных компьютеров начала 90-х. И так аналогично по всем другим показателям. Фантастический рывок в производительности современных персональных компьютеров в 2000-х годах связан в первую очередь с развитем новых технологий в области электроники и нанотехнологий.

Под термином самый первый в мире компьютер можно понимать несколько различных моделей. С одной стороны, это гигантские машины, созданные в середине XX века.

С другой стороны – человечество непосредственно познакомилось с компьютерами, и даже получило возможность пользоваться ими в быту, намного позже.

И история первых персональных ЭВМ начинается уже с середины 1970 годов.

В нашем материале мы расскажем вам о создании первых прототипов современных компьютеров и здоровенных вычислительных машинах, которые ученые называют первыми компьютерами.

Первые «гиганты» вычислительных технологий

В самом начале эры компьютеров, в 1940-х годах, было создано сразу несколько независимо разработанных моделей огромных вычислительных устройств.

Все были разработаны и собраны учёными из США и занимали десятки квадратных метров площади.

По современным меркам, такое оборудование трудно назвать компьютером.

Однако на тот момент более мощных машин для проведения вычислений со скоростью, намного превышающей результат среднего человека, не существовало.

Рис. 1 Один из первых компьютеров, UNIVAC, заносят в помещение для монтажа.

Марк-1

Программируемое устройство «Марк-1» по праву считается первым в мире компьютером.

Вычислительная машина, разработанная в 1941 году группой из 5 инженеров (включая Говарда Эйкена), была предназначена для военных целей.

После окончания работ, проверки и наладки компьютера его передали ВВС США. Формальный запуск «Марк-1» в работу состоялся в августе 1944 года.

Основная часть ЭВМ, общая стоимость которой превысила 500 тысяч долларов, находилась внутри металлического корпуса и состояла из более чем 765 тыс. деталей.

Длина оборудования достигала 17 метров

Высота – 2,5 м, в результате чего под неё было выделено огромное помещение Гарвардского университета. Среди других параметров прибора:

• общая масса: более 4,5 тонн;
• длина электрокабелей внутри корпуса: до 800 км;
• длина вала, синхронизирующего вычислительные модули: 15 м;
• мощность электромотора, приводившего в действие компьютер: 5 кВт;
• скорость вычисления: сложение и вычитание – 0,33 с, деление – 15,3 с, умножение – 6 с.

«Марк-1» можно было назвать огромным и мощным арифмометром – именно этой версии придерживаются те, кто считает родоначальником компьютерных технологий модель ENIAC.

Однако, благодаря возможности выполнять заданные пользователем программы в автоматическом режиме (чего не могла делать, например, созданная немного раньше немецкая вычислительная машина Z3), именно «Марк-1» считают первым компьютером.

Работая с помощью перфоленты, машина не требовала вмешательства в работу человека.

Хотя из-за отсутствия поддержки условных переходов каждая программа была записана на длинном и закольцованном ленточном рулоне.

После того как мощности устройства стало недостаточно для выполнения новых задач, которые ставили перед разработчиками заказчики, один из авторов компьютера, Говард Эйкен, продолжил работу над новыми моделями.

Так, в 1947 году была создана вторая версия, «Марк-2», а в 1949 году – «Марк-3».

Последний вариант под названием Mark IV был выпущен в 1952 году и тоже использовался американскими военными.

Рис. 2 Первый компьютер Mark-1.

ENIAC

Вычислительная машина «ЭНИАК» предназначалась для выполнения примерно тех же задач, что и «Марк-1».

Однако результатом разработки стал по-настоящему многозадачный компьютер.

Первый запуск устройства состоялся практически в конце 1945 года, поэтому использовать его для военных целей во Второй мировой войне было уже поздно.

И сложнейшая в то время вычислительная машина, работавшая, по мнению современников, «со скоростью мысли», участвовала в других проектах.

Одним из них было моделирование взрыва водородной бомбы.

Частота работы этих элементов достигала 100 тыс. импульсов каждую секунду.

Для того чтобы повысить надёжность такого количества приборов разработчики применили метод, предназначенный для работы музыкальных электроорганов.

После этого аварийность снизилась в несколько раз, и из 17 тыс. ламп за неделю перегорало не больше двух.

Кроме того, была разработана система контроля безопасности оборудования, включавшая проверку каждой из 100 тыс. мелких деталей.

Параметры компьютера:

• общее время разработки: 200 тысяч человеко-часов;
• цена проекта: $487 тысяч;
• масса: около 27 тонн;
• мощность: 174 кВт;
• память: 20 буквенно-численных комбинаций;
• скорость работы: сложение – 5 тыс. операций в сек, умножение – 357 операций в сек.

Для ввода и вывода данных на ENIAC применялся табулятор со скоростью 125 и 100 карт в минуту, соответственно.

За время проведения испытаний ЭВМ обработало больше 1 млн. перфокарт.

А единственным серьёзным даже для своего времени недостатком машины, в сотни раз ускорившей процесс вычисления по сравнению с предшественником, были размеры – почти в 2 раза больше, чем у «Марк-1».

Рис. 3 Второй в мире компьютер «ЭНИАК».

EDVAC

Усовершенствованная ЭВМ EDVAC (тоже созданная Эккертом и Мосли) могла проводить расчёты уже не только на основе перфокарт, но и с помощью содержащейся в памяти программы.

Такая возможность появилась в результате применения ртутных трубок, запоминающих информацию, и двоичной системы, существенно упростившей вычислении и количество ламп.

Результатом работы группы американских учёных стал компьютер с памятью около 5,5 Кбайт, состоящий из таких элементов:

• устройства для чтения и записи информации с магнитной ленты;
• осциллографа для контроля работы ЭВМ;
• устройства, принимающего сигналы от управляющих элементов и передающего их вычислительным модулям;
• таймера;
• устройств для проведения вычислений и запоминания информации;
• временных регистров (в современной терминологии – «буферов обмена»), хранящих по одному слову.

Компьютер, занимающий площадь в 45,5 кв. м., тратил около 0,000864 секунд на сложение и вычитание и 0,0029 с на умножение и деление.

Его масса достигала всего 7,85 тонны – намного меньше по сравнению с ENIAC. Мощность прибора – всего 50 кВт, а количество диодных ламп составляло всего 3,5 тысячи штук.

Рис. 4 Компьютер «Эдвак».

Вам это может быть интересно:

Отечественные разработки

Отечественная наука в 1940 годах тоже проводила разработки для получения электронных вычислительных машин.

Результатом работы лаборатории имени С. А. Лебедева стала первая на Евразийском континенте модель МЭСМ.

Следом за ней появилось несколько других компьютеров, уже не таких известных, хотя и внёсших весомый вклад в научную деятельность СССР.

МЭСМ

Аббревиатура МЭСМ, компьютера, создаваемого с 1948 по 1950 год, расшифровывалась как «Малая электронная счётная машина».

Такое название ЭВМ получила из-за того что сначала была всего лишь макетом «большого» устройства.

Однако полученные положительные результаты испытаний привели к созданию полноценного компьютера, собранного в двухэтажном здании монастыря.

Первый запуск прошёл в ноябре 1950 года, а первая серьёзная задача решена в январе следующего года.

В течение следующих 6 лет МЭСМ применяли для сложных научных вычислений, потом использовали в качестве учебного пособия, и, наконец, в 1959 году разобрали.

Рабочие параметры устройства были следующими:

• количество ламп: 6 тыс.;
• трёхадресная система команд с 20 двоичными разрядами;
• память: постоянная на 31 число и 63 команды, оперативная такого же размера;
• быстродействие: частота 5 кГц, выполнение 3 тыс. операций в сек;
• площадь: около 60 кв. м.;
• мощность: до 25 кВт.

Рис. 5 Советский компьютер начального уровня МЭСМ,

БЭСМ-1

Работа над ещё одним советским компьютером велась в то же время, что и над МЭСМ.

Устройство называлось Большой электронной счётной машиной и работало с утроенной скоростью – до 10 тыс. операций в секунду – при уменьшении числа ламп до 730 штук.

Количество разрядов для чисел, которыми оперировала ЭВМ, составляло 39 единиц, а точность расчётов достигала 9 знаков.

В результате машина могла работать с числами от 0,000000001 до 1000000000. Так же, как и МЭСМ, большое устройство было выпущено в одном экземпляре.

Машина, конструктором которой тоже был С. А. Лебедев, считалась в 1953 году самой быстрой в Европе. В то время как лучшим компьютером в мире признали американскую IBM 701.

Первый коммерческий компьютер компании «Ай-Би-Эм» производил в секунду до 17 тысяч операций.

Рис. 6 Первая полноценная ЭВМ в СССР БЭСМ-1.

БЭСМ-2

Усовершенствованный вариант, БЭСМ-2, стал не только очередным самым быстрым компьютером в стране, но и одним из первых серийных советских устройств такого типа.

С 1958 до 1962 года советская промышленность выпустила 67 моделей ЭВМ.

На одной из них проводился расчёт ракеты, доставившей на Луну вымпел Советского Союза. Скорость БЭСМ-2 составляла 20 тыс. операций в секунду.

При этом оперативная память достигала, в пересчёте на современные единицы, около 11 Кбайт и работала на ферритовых сердечниках.

Рис. 7 Советский компьютер БЭСМ-2.

Первые модели массового производства

К началу 1970 годов компьютерные технологии развились до такой степени, что можно было позволить купить ЭВМ для личного пользования.

Раньше это могли сделать только крупные организации, так как стоимость техники достигала десятков и сотен тысяч долларов в США и примерно такой же суммы в рублях для СССР.

С уменьшением размеров компьютеры становятся по-настоящему персональными.

И первым среди них можно назвать прототип, не оставивший в истории большого следа, но всё равно выпущенный в количестве нескольких тысяч экземпляров – Xerox Alto.

Дата выхода первой модели – 1973 год.

Среди преимуществ можно было назвать приличную память в 128 Кбайт (и расширением до 512 Кбайт) и запоминающее устройство на 2,5 Мбайт.

Недостатком – огромный «системный блок» размером с современное для формата А3.

Именно габариты помешали сделать производство достаточно массовым, хотя компьютер приобретали организации из-за удобного графического интерфейса.

Рис. 8 Компьютер Xerox Alto – мощный, но дорогой.

На территории СССР в 1968 году тоже пытались создать прототип ПК.

Омский инженер Горохов запатентовал вычислительное устройство, функциональность которого примерно соответствовала первым персональным машинам 1970 годов.

Впрочем, ни одной реально действующей модели создано не было, не говоря уже о серийном производстве.

И первым массовым ПК (хотя и с ограниченной функциональностью) стал Altair 8800, выпускаемый с 1974 года.

Его можно назвать прототипом первых современных компьютеров с – именно интеловский чипсет устанавливался на материнской плате ЭВМ.

Стоимость модели в сборе составляла чуть больше $600, в разобранном состоянии – около $400.

Такая низкая стоимость привела к массовому спросу, и «Альтаир» продавался тысячами.

При этом устройство представляло собой всего лишь системный блок, не имеющий ни монитора, ни клавиатуры, ни звуковой карты.

Все эти периферийные устройства были разработаны позже, а покупатели первых моделей Altair 8800 могли работать с ним только с помощью переключателей и лампочек.

Рис. 9 Модель Altair 8800 с объединённым вместе монитором и клавиатурой.

Наше время компьютеризации обязывает каждого образованного человека знать множество вещей, связанных непосредственно с компьютерными технологиями. А начать можно с изучения того, когда появился первый компьютер. Согласитесь, мало, кто задумывается о происхождении компьютера.

История создания первого компьютера

Компьютер, каким мы его видим сейчас, не всегда был таким. «Жизненный путь» компьютера легко можно проследить. Начало ему было положено при изобретении Блезом Паскалем в 1642 году устройства, способного прибавлять и отнимать десятичные числа – «паскалина». Первый компьютер в мире сложно было назвать компьютером, потому что это было что-то похожее скорее на калькулятор. Эта вычислительная машина выполняла всего два действия – сложение и вычитание. Затем, в 1653 году, к этим функциям добавились умножение и деление. Далее развитие функционала несколько замерло, упор стали делать на внешний вид, то есть все те же опции старались облечь в более компактную и менее громоздкую оболочку. И лишь в 1822 году изобрели машину, которая могла решать простые уравнения. Это был переломный момент в истории развития вычислительной техники. После этого автоматизированные вычислительные приборы эволюционировали с огромной скоростью. Уже в 1946 году миру предстала новая ЭВМ. Конечно, сравнивая первую ЭВМ и современный ПК, можно скептически улыбаться, ведь непонятно, как машина, весом в 30 тонн могла превратиться в то, что с легкостью поднимет даже женщина.

Кто разработчик первого компьютера

Безусловно, тот, кто изобрел первый компьютер в мире, совершил огромное дело в развитии технологий. Так кто же этот человек, представивший миру первый компьютер? Это был ученый немецкого происхождения Конрад Цузе. Самый первый компьютер в мире, как утверждает википедия, как раз и есть изобретенная в сороковых годах XX века ЭВМ, так как в ней были заложены все основные функции современного компьютера. Но размер этой техники все еще был невероятно большим, порой занимая в одиночку целую комнату. И лишь с изобретением микропроцессора, за что спасибо Тедду Хоффу, компьютер стал приближаться по размерам к привычному нам с вами ПК.

Кстати, широкую популярность приобрел ПК после начала конкуренции двух фирм – Apple и Microsoft. В битве за клиентов эти компании все совершенствовали и совершенствовали свою продукцию, радуя нас компактностью и функциональностью. С тех пор, как был изобретен первый ПК, прошло сравнительно немного времени, но отличия того устройства и нынешнего огромны. Мы можем лишь догадываться, какие улучшения ждут компьютер в будущем.

Сегодня компьютерная техника настолько глубоко вошла в жизнь людей, что она воспринимается как что-то обязательное и существующее давно в человеческом обществе. Однако самый первый компьютер в мире на самом деле появился совсем недавно. Особенно, если сравнить этот временной отрезок с историей человеческой цивилизации в целом, которая насчитывает многие тысячелетия.

ENIAC

Первым компьютером считается ENIAC. Это аббревиатура полного наименования устройства - электронный цифровой вычислитель и интегратор. На английском языке - Electronic Numerical Integrator And Computer. Эта электронная машина была введена в эксплуатацию в США в 1946 году. В изготовление ENIAC в масштабах того времени было вложено довольно много средств. Общая сумма инвестиций составила полмиллиона долларов.

Сооружение машины происходило в 1943-1945 годы, во время бушевавшей в то время II мировой войны. Как и большинство высокотехнологичных, современных изобретений компьютер создавали для военных нужд, а именно, артиллерии и авиации. Его основной задачей был обсчет баллистических таблиц. В дальнейшем умная техника стала применяться в проекте создания водородной бомбы, а также в мирных целях - для анализа излучений из космоса.

Левиафан

Если сравнить ENIAC с современными персональными компьютерами, то его можно назвать настоящим левиафаном. Его габариты были исполинскими, сопоставимыми с размерами самого крупного животного на земле - кита. В частности:

• площадь 85 метров2;
• масса 28 тонн;
• длина 30 метров;
• энергопотребление до 200 кВт;
• количество электронных ламп - 19 тыс. штук.

Если сопоставить его энергопотребление с чем-то обычным, то оно равнялось с потребностями громадного супермаркета в зимнее время года. Компьютер состоял из 42 металлических шкафов, внутреннее содержимое которых охлаждалось множеством вентиляторов. Для диагностики аппаратуры было предусмотрено пять мобильных стоек на колесиках. И все это опутывалось множеством кабелей. Программирование и настройка самого первого компьютера в мире осуществлялись аналогично старинным шнуровым телефонным коммутаторам. Никаких клавиатур и мониторов. конечно, у него не было.

Как он работал

ENIAC собрали в штате Пенсильвания на территории университета Филадельфии. Его творцами были Джон Макли (разработал архитектуру компьютера) и Дж. Преспер Эккерт (воплотил в жизнь теоретические разработки Джона Макли).

Компьютер мог обрабатывать десятизначные числа. В его конструкции были электромеханические элементы: считыватель перфокарт и перфоратор. Они были нужны для вывода и ввода информации. Конечно, устройство часто выходило из строя из-за большого количества ламп, перегрева или повышенной влажности. Однако ENIAC проработал больше десятка лет и стал основательной базой для дальнейшего развития компьютерной техники.

Есть мнения, что благодаря этой умной машине воплотились в реальность мечты Готфрида Лейбница и задумки математика Дж. Фон Неймана о двоичном устройстве, решающем все вопросы ответами "да" или "нет". Конечно, до нее были и более ранние попытки в этой сфере, но именно сконструированный в США ENIAC с его функциональностью считают первым в мире компьютером.