Статья «Крупнейшие компьютерные изобретения»
Чарльз Бэббидж (также известный как «Отец компьютера») начал работать над механизмом различий, который основан на принципе конечных различий. Он использует только арифметическое сложение и устраняет необходимость в умножении и делении, которые сложнее реализовать механически. Он был строго разработан для расчета и табулирования полиномиальной функции. Проект был заказан британским правительством, но из-за высокой себестоимости финансирование было остановлено в середине, и машина так и не была завершена.
Первый компьютер общего назначения: аналитический двигатель – 1834
Чарльз Бэббидж задумал более амбициозную машину, первый универсальный программируемый вычислительный движок, позже названый Analytical Engine. У этого есть много существенных особенностей, найденных в современном цифровом компьютере. Машина программировалась с использованием перфокарт, в двигателе был «Магазин», в котором можно было хранить числа и промежуточные результаты, и отдельная «Мельница», где выполнялись арифметические операции. Движок также был способен выполнять прямое умножение и деление, параллельную обработку, микропрограммирование, итерацию, фиксацию, условное ветвление, плюс-формирование, хотя Бэббидж никогда не использовал эти термины. К сожалению, как и Difference Engine, эта машина также не была доработана.
Табуляционная машина – 1884
Герман Холлерит работал над своей идеей машинного удара и подсчета карт в конце 19 века. Он придумал машину, которая может записывать статистику, электрически считывая и сортируя перфокарты. Холлерит создал компанию Табулирования в 1896 году в Нью-Йорке, которая позже переросла в IBM. Машина имела успех в США, но привлекла еще больше внимания в Европе, где она широко применялась для различных статистических целей.
Первый аналоговый компьютер: дифференциальный анализатор – 1930
Первый современный аналоговый компьютер был разработан инженером MIT Ванневаром Бушем. Фактически, это был аналоговый калькулятор, который мог решать какой-то конкретный набор дифференциальных уравнений, которые чаще всего используются в физических и технических приложениях. Машина производила приблизительные, хотя и практичные решения. В этой машине движение вала представляло переменные, а умножение и сложение выполнялись путем подачи значений в шестерни. Интегрирующую часть выполняло вращающееся на разных радиусах на круглом столе колесо с острием ножа. И для решения дифференциальных уравнений различные механические интеграторы были связаны между собой.
Первый работающий программируемый компьютер: Z3 – 1941
Конрад Цузе (изобретатель и компьютерный пионер) разработал первый серьезный компьютер Z в 1936 году. Z1 был полностью механическим и работал всего несколько минут за один раз. Работает на булевых операциях и шлепанцах на основе вакуумных трубок. Использование различных технологий в ближайшие десятилетия привело к Z2 и в конечном итоге к Z3. Z3 был построен с 2000 реле с 22-битной длиной. Постоянные данные и программный код хранились на перфорированной пленке, поэтому для смены программ не требовалось перепрограммирования. Z3 был секретным проектом правительства Германии, который был использован Немецким институтом авиационных исследований для статистического анализа трепетания крыльев. Оригинальная машина была уничтожена в 1943 году во время бомбардировки союзников Берлина.
Первая компьютерная сеть – 1940
Между 1940 и 1946 годами Джордж Стибиц и его команда разработали серию машин с телефонными технологиями — с использованием электромеханических реле. Эти машины обслуживали более одного пользователя. Вскоре они устарели, потому что основывались на медленных механических реле, а не на электронных выключателях. Сегодня доминирующей основой передачи данных является пакетная коммутация: ARPANET (Сеть Агентства перспективных исследовательских проектов) была сетью ранней коммутации пакетов и первой сетью, которая внедрила набор протоколов TCP / IP (в 1982 году). Оба стали технической основой Интернета.
Первый программируемый электронный компьютер общего назначения: ENIAC – 1946
Электронный числовой интегратор и компьютер (ENIAC) представлял собой полную по Тьюрингу цифровую машину, способную решать широкий спектр численных задач посредством перепрограммирования. Он в основном использовался для расчета таблиц артиллерийского обстрела и помогал с расчетами по возможности термоядерного оружия. К концу своей работы (1955 г.) ENIAC содержал 7200 кристаллических диодов, 17468 вакуумных ламп, 10000 конденсаторов, 70000 резисторов и более 5 миллионов паяных соединений. Он был размером примерно 8x3x100 футов, весил 30 тонн и потреблял 150 кВт электроэнергии. Он использовал кард-ридеры для ввода и перфокарты для вывода. Компьютер имел скорость примерно в тысячу раз быстрее, чем у электромеханических машин.
Первый Ассемблер: Первоначальные Заказы – 1949
Ассемблер интерпретирует программы, написанные на ассемблере, в машинный код и инструкции, которые могут быть выполнены компьютером. Первый ассемблер был разработан для EDSAC (электронный калькулятор с задержкой хранения). Первоначальные заказы (написанные Дэвидом Уилером) содержали 31 инструкцию, жестко запрограммированную для одноплатных устройств — механическую память только для чтения. Вторая версия первоначальных заказов занимала все 41 слово постоянной памяти и включала средства для перемещения (или координации) для облегчения использования подпрограмм.
Первый популярный язык высокого уровня: ФОРТРАН – 1957
FORTRAN (FORmula TRANslator) был создан командой во главе с Джоном Бакусом из IBM. С самого начала он стал доминировать в области программирования и более полувека использовался в таких областях науки и техники, как вычислительная гидродинамика, анализ методом конечных элементов, вычислительная химия и вычислительная физика. Задача при разработке Fortran состояла в том, чтобы создать язык, который был бы легок в изучении, машинно-независимым, подходящим для различных приложений и позволял бы формулировать сложные математические выражения так же, как обычные алгебраические обозначения. Поскольку программировать было проще, программисты могли писать код в 5 раз быстрее, чем раньше, однако эффективность выполнения снизилась на 20 процентов.
Первый сенсорный экран – 1965
Э. А. Джонсон описал свою работу над емкостным сенсорным экраном (без чувствительности к давлению) в статье «Сенсорный дисплей — новое устройство ввода / вывода для компьютеров». В этой статье была схема, описывающая концепцию сенсорного экрана, которая используется до сих пор. Пару лет спустя Джонсон подробно изложил эти концепции с помощью фотографий и диаграмм в «Сенсорных дисплеях: запрограммированный человеко-машинный интерфейс», который был опубликован в журнале Ergonomics в 1967 году. Идея была принята для использования авиадиспетчерами в Великобритании до 1990-х годов. Кроме того, первый резистивный сенсорный экран был разработан Джорджем Сэмюэлем Херстом (американский новатор), который получил патент США № 3911215 в 1975 году.
Первый объектно-ориентированный язык программирования: Simula – 1967
Simula разработана Ole-Johan Dahl и Kristen Nygaard в Норвежском вычислительном центре. Он сохраняет дух языка программирования ALGOL 60. Simula — это название двух языков симуляции — Simula I и Simula 67. Simula 67 представила объекты, классы, подклассы, наследование, виртуальные процедуры, сопрограммы и функцию сбора мусора. Он использовался в широком спектре приложений, включая моделирование процессов, алгоритмы, проектирование СБИС и компьютерную графику. Концепция Simula 67 переопределена в C ++, C #, Pascal, Java и других.
Первый микропроцессор: Intel 4004 – 1971
Проектирование чипа было начато в апреле 1970 года, и оно было завершено под руководством Федерико Фаггина в январе 1971 года. Меньший по размеру человеческий эскиз, 4-разрядный регистр с тактовой частотой 740 кГц, имел 2300 транзисторов с 10-микронным интервалом способен выполнять 60 000 операций в секунду и стоит 200 долл. при такой же вычислительной мощности, что и компьютер ENIAC. Busicom Calculator 141-PF был первым коммерческим продуктом, использующим микропроцессор. Intel 4004 использует отдельное хранилище программ и данных (в отличие от архитектуры Гарварда), одну мультиплексную 4-битную шину для передачи 12-битного адреса, 8-битной инструкции и 4-битного слова данных. Он способен напрямую адресовать 5120 бит ОЗУ, 32768 бит ПЗУ и поддерживает 3-уровневый глубокий внутренний стек подпрограмм.