История вычислительной техники
- Счеты
- Аналоговые компьютеры
- Цифровые компьютеры
- Электронные компьютеры
- Скорость компьютера
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.
Год | Компьютер | Инструкции в секунду | Бит в инструкции |
---|---|---|---|
1941 | Z3 | 5 | 4 |
1945 | ENIAC | 5.000 | 8 |
1981 | IBM PC | 5.000.000 | 16 |
1995 | Intel Pentium PC | 100.000.000 | 32 |
2000 | AMD PC | 1.000.000.000 | 64 |
2020 | 10.000.000.000 | 128 |
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