Pirmie skaitļošanas līdzekļi

[quizzical]

[imgl]https://notepad.lv/bildes/atteli/20070728144648405.JPG[/imgl]Š is raksts ir veltīts skaitļotāju evolūcijas procesam no pirmatnējām skaitīšanas ierīcēm līdz mūsdienu PC.

Jau ilgi pirms skaitļošanas ierīču izgudrošanas cilvēki lietoja dažādus palīglīdzekļus skaitļošanas operāciju veikšanai. Š im nolūkam izmantoja gan roku pirkstus, gan akmentiņus, kurus salika rindā vai kaudzītē. Priekšmetu skaitu atzīmēja ar svītriņām smiltīs, ar robiņiem, kurus iegrieza nūjās, vai ar mezgliem, kurus iesēja auklās.

Palielinoties skaitļošanas apjomam, sāka meklēt paņēmienus, kā izpildīt aprēķinus ar kāda instrumenta palīdzību. Paši senākie un joprojām labi pazīstamie skaitļošanas instrumenti ir dažādu veidu skaitīkļi. Ar tiem iespējams pietiekami ātri un precīzi izpildīt visas četras aritmētiskās darbības.

1623. gadā vācu matemātiķis Vilhelms Š ikadrs izgudroja skaitļošanas mašīnu, kas varēja izpildīt 4 aritmētiskās darbības. Bet 1624. gadā daļēji izgatavotais mašīnas modelis sadega ugunsgrēkā. Nav zināms vai tika izgatavotas cits modelis. Taču Š ikadru var uzskatīt par vienu no skaitļošanas mehanizācijas aizsācējiem, bet ne par pirmo izgudrotāju, jo viņa mašīna lietošanā neieviesās.

1642. gadā 19-gadīgais franču matemātiķis Blēzs Paskāls konstruēja pirmo praksē izmantoto skaitļošanas mašīnu “Paskalīna”, kas mehāniski veica darbības – tās galvenās detaļas bija grozāmi dažāda lieluma ritentiņi un zobrati. Bet ar šīs mašīnas palīdzību varēja izpildīt tikai saskaitīšanu un atņemšanu.

1673. gadā Gotfrīds Vilhelms Leibnics uzkonstruēja aritmometru, ar kura palīdzību varēja mehāniski izpildīt 4 aritmētiskās darbības. Taču šī mašīna bija dārga un ļoti sarežģīta.

19. gadsimta ievērojamākais zinātnieks bija angļu matemātiķis ÄŒārlzs Bebidžs – viņš pirmais izgudroja skaitļošanas mašīnu ar programmētu vadību. 1833. gadā Bebidžs sāka būvēt “analītisko mašīnu”. Š ai mašīnai visas galvenās daļas bija izveidotas tādas, kādas ir mūsdienu mašīnām: atmiņas ierīce – saukta “noliktava”, aritmētiskā ierīce – “dzirnavas” un vadības ierīce – “kantoris”. Bija paredzēts, ka šī mašīna varēs izpildīt skaitļošanu, iegūto rezultātu nodrukāt uz papīra un ka skaitļošanas programmas tiks kodētas un iespiestas perfokartēs. Programmas Bebidža mašīnai rakstīja Ada Lavleisa, kura pārliecināja Bebidžu par nepieciešamību decimālās skaitīšanas sistēmas vietā lietot bināro. Viņa izstrādāja arī dažus programmēšanas principus, kurus lieto vēl mūsdienās. Adu Lavleisu uzskata par pirmo programmētāju. Tomēr Bebidžs savu mašīnu nepabeidz, jo viņš nomirst to nepabeidzis.

Pirmie elektroniskie skaitļotāji

Pirmos elektroniskos skaitļotājus izgudroja un uzbūvēja 20. gs. pirmajā pusē. Tajā laikā tās sauca par elektroniskajām skaitļošanas mašīnām (ESM). Salīdzinājumā ar mehāniskajām skaitļošanas mašīnām ESM varēja izpildīt virkni operāciju pēc iepriekš dotas programmas, kā arī glabāt informāciju atmiņā.

Pirmo ESM uzbūvēja amerikāņu zinātnieks Vanevers Bušs 1930. gadā un nosauca to par diferenciālo analizatoru. Buša mašīna varēja atrisināt sarežģītus matemātiskus uzdevumus. Š o mašīnu darbināja elektroenerģija, un tajā informācijas uzglabāšanai tika izmantotas elektronu lampas. Tā kā Buša mašīnai bija daudz sastāvdaļu, tā aizņēma lielu telpu un svēra vairāk nekā 200 tonnas.

1944. gadā amerikāņu profesors Hovards Eikens izgudroja ESM, kuru nosauca par MARK 1. Š ī bija mašīna, kurā izmantoja elektroniskus elementus kombinācijā ar mehāniskām detaļām. Datoram bija 3300 elektromagnētiskie releji un tas svēra 5 tonnas. MARK 1 varēja sareizināt divus 23 ciparu skaitļus apmēram 5 sekundēs.

No 1943 līdz 1946. gadam ASV inženieru grupa Džona Mola un Prospera Eketra vadībā izveidoja ESM – ENICA, kura darbojās 1000 reižu ātrāk nekā MARK 1. Tajā ietilpa 18000 el.lampu un 1500 releju, tā svēra 30 tonnas. Taču ENICA ekspluatācijā bija sarežģīta. Problēmas radīja, piemēram, el.lampas ne tikai aizņēma daudz vietas, bet arī izdalīja daudz siltuma, tāpēc bija nepieciešama speciāla dzesēšanas sistēma. Turklāt bieži stundas laikā sabojājās 6 vai 7 el.lampas.

1946. gadā Džons fon Neimans formulēja mūsdienu elektronisko skaitļotāju darbības principus un pamatidejas. Pēc viņa projekta tika realizēt ideja, ka apstrādājamos skaitļus un skaitļu apstrādājamās programmas, kas attēloti ar skaitļiem, ievieto kopīgā atmiņā. Datora atmiņa sastāv no atsevišķām atmiņas šūnām, kam ir katrai sava adrese. Atmiņas šūnai jābūt pieejamai no pārējām datora iekārtām.

[img]https://notepad.lv/bildes/atteli/20070728140545316.JPG[/img]

Elektronisko skaitļotāju paaudzes

Pirmās paaudzes elektronisko skaitļotāju (1945-1970) rūpnieciskā ražošana sākās 50. gadu pirmajā pusē. To būvē izmantoja vakuuma lampas, pretestības, kondensatorus un transformatorus. Par ievada-izvada ierīcēm noderēja standarta telegrāfa aparatūra (teletaipi, lenšu perforatori) un perfokaršu apstrādes aparatūra. Tikai šīs paaudzes beigu periodā sāka plašāk lietot drukāšanas iekārtas. Visas programmas bija jāsastāda mašīnkodos.

Otrās paaudzes skaitļotāji (1955-1970) parādījās, kad elektronu lampas nomainīja tranzistori (nelielas pusvadītāju ierīces, kurām piemīt visas radiolampu funkcijas). Tie aizņēma ievērojami mazāk vietas un patērēja mazāk elektroenerģijas. Otrās paaudzes skaitļotāju darbības ātrums pieauga 10 reižu, tās varēja jau izpildīt līdz vienam miljonam saskaitīšanas operāciju sekundē. Palielinājās arī atmiņas apjoms. Informācijas ievadei un izvadei lietoja magnētiskās lentes. 60. gadu vidū informācijas glabāšanai sāka lietot diskus. Raksturīgākos 2 paaudzes elektroniskos skaitļotājus izstrādāja pasaulē lielākā firma IBM.

Trešās paaudzes elektroniskie skaitļotāji (1965-1980) saistīti ar integrālo shēmu izgudrošanu (1964.g.). Integrālā shēma ir miniatūra elektroniska shēma, kura iemontēta apmēram 10 kvadrātmilimetru lielā silīcija kristālā. Integrālā shēma var aizstāt simtiem tranzistoru. Trešās paaudzes skaitļotāju ātrums palielinājās 100 reižu, bet izmēri ievērojami samazinājās. Trešās paaudzes datorus sāka apgādāt ar vairākām ārējām iekārtām – ātrdarbības drukāšanas iekārtām, ārējās atmiņas iekārtām (magnētiskie diski), kā arī displejiem, kuru lietošana uzlaboja sakarus starp cilvēku un mašīnu. Vienlaikus tika pilnveidoti un plaši ieviesti arī nelieli un lēti skaitļotāji nelielu aprēķinu veikšanai.

Ceturtās paaudzes skaitļotāju (1975-1990) raksturīgs elements ir lielās integrālās shēmas. 70. gados zinātnieki uz viena silīcija kristāla virsmas jau prata novietot vairāk nekā 500 elementu. Tā izveidojās lielā integrālā shēma. Attīstoties mikroelektronikai, 1980. gadā uz viena silīcija kristāla virsmas (1,61 cm2) jau novietoja miljoniem elementu. Tās jau ir superlielās integrālās shēmas. Ar to sākās mikroskaitļotāju ēra. Ceturtās paaudzes datoru darbības ātrums 3 reižu pārsniedza trešās paaudzes datorus.

Sākotnēji skaitļotājus konstruēja tādu zinātnisku uzdevumu risināšanai, kas bija saistīti ar liela apjoma skaitļošanu un datu ievadi un izvadi. Pakāpeniski palielināja datoru darbības ātrumu un atmiņas apjomu, vienkāršoja lietotāja dialogu ar elektronisko skaitļotāju.

Tālākā datoru attīstība pamatā ir saistīta ar procesoru attīstību. Ilgu laiku vadošā loma procesoru ražošanā pieder firmai Intel.

[img]https://notepad.lv/bildes/atteli/20070728140622202.JPG[/img]

Pēc dažādu web avotu materiāliem

[usins]

Nu atceros, kāšito mācījos kādā 8. lasē :), tad lasīju visu, kur bij pieminēts dators, protams tikai grāmatās.

[quizzical]

mums 8. klasee veel taadus briinumus nemaacija. labi ja pielaida kko paintaa uzziimeet 😀

[samurajs]

A man vēl sanāca gan ar perfokartēm, gan perfolentēm paniekoties 😀 Skaitļotājs patiešām aizņēma veselu zāli, bet tas jau skaitījās kruts – uz tranzistoriem un prastām mikroshēmām!:)

[quizzical]

Pašu vecāko ko atceros, tas ir tās saucamās “bekas”. mūsu skolā bija kruta sataisītas, galdos iebūvetas un kad vajadzēja no galda izvilka ārā 😳 Kad dabuju no skolas uz mājām vienu PC uz kādu nedēļu vispār biju krutakais ciemā, varēja šahu, tetri un mesi spēlēt… :rofl:

[usins]

quizzical wrote:

mums 8. klasee veel taadus briinumus nemaacija. labi ja pielaida kko paintaa uzziimeet 😀

Nu es jau pašmācības ceļā lielāko daļu esu apguvis, laikam daudzi tā dara 😀

[quizzical]

es apmeeram 80% pašmācībā, 20% skolaa samācijos. ta vismaz man liekas

[Jancāns]

Par tiem mehāniskajiem skaitļotājiem. Man te viens nesen atradās, dēvēts par fēniksu (ražots cccp). Ir idejas kur tādam izraut speceni?

[drunk_lizard]

https://arif.boom.ru/

https://center.fio.ru/vio/VIO_02/resource/internet/www.stat.bashedu.ru_konkurs_tarhov/russian/felix_1.htm

[Autors]

Ieraksti