Ускоритель Интернета! Бесплатно!

Поставь себе Marketscore!
Поставь!

Marketscore - хит сезона!
Сервис, практически вдвое увеличивающий скорость загрузки вашим браузером страниц и сайтов в Интернете. В среднем, скорость загрузки вэбстраниц с графикой и текстом ускоряется на 75%. 
Особенно заметен выигрыш, если у вас медленный модем или вы выходите в Интернет на маленьких скоростях (до 56 Кб/сек).
Подробнее...
Если вы видите здесь эту рекламу, значит увидят и вашу рекламу...

Аморфная хронология развития компьютеров

Сергей Ярошенко

Компьютер - это инструмент, который человек использует для преобразования окружающей его действительности. С этой точки зрения компьютер - инструмент мало оригинальный. Недавно мне встретилась статья, в которой анализировался процесс совершенствования технологии производства дискретных элементов процессоров. Иллюстрирующий этот процесс график наглядно показывал, что с 1970 года размер дискретных элементов непрерывно уменьшался с одинаковой скоростью. В районе 1995 г. наблюдалось некоторое замедление в развитии технологии производства процессоров, но отрасль преодолела невидимые препятствия и продолжила движение вперед в прежнем темпе.

Как известно, история компьютеров началась намного раньше 1970 года. Так, в журнале "PC Magazine" в конце 1999 года была изложена подробная хронология развития вычислительной техники, начало которой расположено задолго до нашей эры.

Любая хронология - это выстроенный ряд зачастую субъективно отобраных исторических событий. Автор хронологии может самостоятельно определить, значимо конкретное историческое событие для упоминания или нет. Авторы журнала "PC Magazine" разместили начало своей хронологии в 3000 году до н.э., когда в странах Азии начали использовать примитивные формы первых счетных устройств - абаков, представляющих собой бусинки, нанизанные на нити. Следующее событие хронологии связанно с 876 н.э., когда встречается первое упоминание о применении цифры "0" в Индии. Далее следуют имена ученых и даты создания ими первых вычислительных устройств. Все, в общем-то, правильно, да вот только составить такую хронологию мог яркий представитель современной техноцивилизации. Нет в этой хронологии человека, а ведь компьютер - это только инструмент, необходимый человеку в его деятельности. И если принять это утверждение, то начинать хронологию нужно с совершенствования человеком орудий его труда*.

Как и любое животное, человек обладает телом с конечностями, органами чувств и набором рефлексов. Отличие человека от окружающих его животных заключается в том, что он в своем развитии не пошел по пути специализации. Например, морские млекопитающие - дельфины и киты - ушли с суши в море и прекрасно приспособились к жизни в морской воде. Форма их тела мало отличается от формы тел исконных жителей морей и океанов - рыб. Сухопутные хищники специализировались на убийстве травоядных, а травоядные научились быстро бегать или приобрели огромные размеры и рога, чтобы защититься от хищников. Любая специализация ограничивала природную нишу, в которой могли обитать различные животные. Человек, вернее человекообразная обезьяна, развивалась на основе общих законов природы, но в какой то момент времени это животное прекратило специализироваться**. Вернее сказать, что это существо начало специализироваться на развитии своего мозга, т.е. данного человеку от природы персонального компьютера. Вот и первая веха в хронологии развития компьютеров -приблизительно 4 млн лет назад (южная Африка). Чего достиг человеческий мозг, двигаясь по пути такой специализации, можно судить уже по первым образцам современных людей - кроманьонцев, появившихся 150 - 200 тыс. лет назад***.

Вначале мозг человека учился воспринимать информацию, поступающую от его органов чувств. Главными видами информации были видео- и аудио-информация. Помимо простого приема информации человеческий мозг совершенствовался в методах ее обработки и использования в интересах выживания, т.к. человек не шел по пути глубокой специализации своего тела или органов чувств. Другая особенность человеческого мозга заключалась в способности человека учиться у себе подобных, приобретая, накапливая и передавая по наследству новые знания и навыки. Процесс обучения вполне можно сравнить с совершенствованием операционной системы компьютера, сопровождающийся созданием большого количества новых приложений к ней.

Следующее событие нашей хронологии - это возникновение речи. Люди научились передавать и воспринимать информацию на расстоянии. Сложность и объем информации, которой они обменивались, непрерывно увеличивался. Кроме названий конкретных объектов окружающего мира в ходе общения люди разработали и начали использовать такие абстрактные понятия, как жизнь, красота, дружба, религия и т.д.

Если все ранее упомянутое относилось к совершенствованию человеческого организма, то начало изготовления орудий труда 3,5 млн лет назад людьми каменного века можно считать отправной точкой в создании любых технических устройств. Технология изготовления каменных орудий совершенствовалась несколько миллионов лет. Последние каменные орудия полировались и поэтому обладали повышенной прочностью и остротой.

С началом использования металлов для изготовления орудий труда произошла первая серьезная революция в технологии производства. Отметим, что для первой глубокой смены технологии потребовалось несколько миллионов лет. Нашу цивилизацию называют "железной цивилизацией". Переход от медных орудий к бронзовым****, а затем к железным важен, но с точки зрения нашей хронологии может быть пропущен.

Очередное событие, которое может быть включено в хронологию развития компьютеров - это появление наскальных рисунков. Вначале на каменную поверхность пальцами наносились разноцветные линии. В дальнейшем наскальные рисунки приобрели такое совершенство, что в момент их открытия в XIX веке специалисты просто не поверили, что перед ними творчество художника каменного века. Способность передавать движение и объем, точность деталей, сочетаемое с прекрасным знанием животного мира, нарисованного по памяти на стенах пещеры, - вот чего достиг художник каменного века, имея в своем распоряжении натуральные краски и простейшие инструменты. Конечно, появились и скульптурные изображения, и ювелирные украшения.... Важно другое - люди научились преобразовывать увиденную окружающую действительность в художественные образы. Уже в древнем Риме создавались художественные мозаичные полотна, изготовленные по принципу, реализованному затем в матрицах оптических устройств, используемых для ввода, отображения и вывода из компьютера графической информации в растерном виде. Впоследствии французский инженер Безье предложил использовать "кривые (сплайны) Безье", с помощью которых стало исключительно удобно рисовать простейшие графические объекты в программах векторной графики.

Очередной вехой хронологии является возникновение письменности. Около 5 - 10 тыс. лет назад люди начали записывать необходимую информацию на "твердые носители". Прочности носителей и длительности хранения этой информации могут позавидовать любые современные устройства. Недостатком этих древних устройств (глиняных табличек, каменных стел и т.п.) можно назвать их малую емкость. Тем не менее, библиотеки клинописных табличек Междуречья в передней Азии дошли до наших дней. Пусть объем информации составляет всего несколько десятков мегабайт (сотни тысяч обоженных глиняных табличек), зато мы получили бесценные и достоверные сведения о древних жителях Междуречья. Что можно сказать об истории славян дописьменного периода? Практически ничего. Рукописными и печатными носителями информации мы широко пользуемся до сих пор.

Говоря о письменности, стоит упомянуть о возникновении первого звукобуквенного алфавитного***** письма (еще в древнем Шумере). Как вы помните, древние египтяне пользовались для письма иероглифами. Для написания имен фараонов им пришлось ввести в оборот согласные буквы. Действительно, написать имя фараона с помощью иероглифов крайне сложно, впрочем, как и любое другое отвлеченное понятие. Дикие гиксосы, почти на 100 лет завоевавшие Египет, с трудом осваивали иероглифическую письменность. Под их давлением алфавит, состоящий из согласных букв, получил широкое распространение вначале в самом Египте, а затем по всему Средиземноморью. Древние греки улучшили алфавит гласными, и он стал основой письменности почти всей обитаемой Ойкумены******.

И, наконец, счет. Первым простейшим устройством для счета служили человеку пальцы - десятичная система счета. Кроме десятичной у шумеров, а затем и у вавилонян использовалась шестидесятичная система счета, однако из-за отсутствия нуля эта система при записи была неоднозначной.

Замена иероглифической и алфавитной (древнеегипетской, римской, греческой) систем чисел, крайне неудобных в использовании, на арабскую, а точнее, индийскую позиционную десятичную систему7 существенно упростила операции с цифрами. Древнейшая запись в позиционной десятичной системе обнаружена в Индии и датируется 595 г. н.э. К 876 г. н.э. относится первое упоминание о применении цифры "0" в Индии. Люди заметили, что у каждой цифры есть своя позиция (посадочное место), а если позиция пуста, ее нужно заменить специальным значком - нулем.

Об использовании простейших счетных устройств - абаков мы уже упоминали ранее. Добавим, что с конца X века в Европе основным руководством по арифметике служил трактат "О правилах абака", написанный будущим папой Сильвестром II. В качестве вычислительных элементов в средневековом абаке использовались жетоны с нанесенными на них цифрами от 1 до 9. Цифры представлялись в десятичной позиционной системе. Только вместо нуля брали пустой жетон. Такой абак позволял умножать и делить. Их прообраз - счеты еще недавно можно было встретить в наших магазинах. В 1959 г. китайский профессор Ли Кайчен (Lee Kaichen), пользуясь абаком, показал, что можно производить вычисления быстрее компьютеров, существовавших на тот момент.

Все вышеизложенное не имеет четких хронологических границ. Мы не знаем точно, кто и когда сказал первое слово или написал первую букву. Хронология этих событий имеет расплывчатые границы, т.е. она аморфна. Но именно эти события заложили принципиальную основу в фундамент создания будущих компьютеров.

Первые компьютеры древности. Их скорее можно назвать устройствами для наблюдения за астрономическими явлениями. Наиболее известным компьютером каменного века является Стоунхендж (Великобритания). Циклопическое каменное сооружение, возведенное с целью решения одной основной задачи - определения дня летнего солнцестояния. От этого дня можно было вести счет времени на целый год вперед, пока Солнце вновь не поднимется над "пяточным камнем", знаменуя завершение годового цикла. Строительство обсерватории проходило в три этапа. Около 1900 г. до н.э. был возведен Стоунхендж I, состоящий из пяточного камня, прицельных деревянных столбов и 56 лунок, заполненных мелом. Строительство Стоунхендж II относится к 1750 г. до н.э., тогда были установлены первые каменные мегалиты. И, наконец, через сто лет было построено грандиозное каменное сооружение - Стоунхендж III, дошедшее до наших дней. История создания и совершенствования компьютера Стоунхендж до боли напоминает историю совершенствования современных процессоров, только по срокам внедрения новых образцов древним за Intel не угнаться.

В своей хронологии мы вплотную подошли к моменту зарождения науки. В первую очередь нас интересует математика, т.к. наука начинается там, где есть цифра и формула. Современная западная цивилизация - это в большей степени потомок эллинской цивилизации с примесью древнеегипетской, финикийской, крито-микенской и других древних культур Средиземноморья.

В древней Греции значительное развитие получила геометрия. И это не случайно. Геометрические фигуры можно встретить в природе, их легко изобразить на песке или мокрой глине. Это та форма представления информации, с которой человеческий мозг имел дело на протяжении миллионов лет. Конечно, со временем в геометрии появились и абстрактные понятия, но они хорошо изображались графически. Их восприятие и обработка были привычными для человеческого мозга. Вершиной развития геометрии древности стала геометрия Евклида, которой мы пользуемся до сих пор.

С математикой дело обстояло несколько хуже. Уже в древнем Вавилоне школьники учились формулировать и решать задачи с одним неизвестным. Но словесно-описательная математика быстро вошла в полосу застоя. Вся проблема в том, что формулировка и решение математических задач выполнялись с помощью словесных выражений. Попробуйте сформулировать квадратичное или кубическое уравнение, а затем его решить, описав ход решения и ответ словами. Только после введения в математику Франсуа Виетом в 1591 году специальных обозначений, решение математических задач свелось к выполнению механических операций над численно-буквенными выражениями. Как говорил Лейбниц: "Буквенное исчисление разгружает воображение". Сейчас трудно представить математику без формул, но именно такой она была до Виета. Последний штрих здесь поставил в XVII веке Рене Декарт. Он предложил обозначать "неизвестные" последними буквами латинского алфавита (x, y, z), а коэффициенты первыми (a, b, c, d...). Декарт ввел привычную нам запись степеней.

В середине XV века было изобретено книгопечатание. Скорость распространения информации значительно возросла. Научные достижения стали доступнее широки слоям населения, что дало дополнительный импульс развитию науки и техники.

Таким образом, приблизительно к началу XVI века были разработаны основные теоретические предпосылки, необходимые для создания вначале вычислительного устройства, а затем компьютера в современном его понимании. Разработав мощный теоретический и практический фундамент, люди начали успешно совершенствовать устройство для счета.

1620. Англичанин Эдмунд Гантер (Edmund Gunter) изобретает логарифмическую линейку.

1642. Блез Паскаль (Blaise Pascal) разрабатывает первый работающий механический калькулятор, первоначально воспринятый без всякого энтузиазма. Однако же, "Паскалин" используется вплоть до середины XX века.

1694. Готфрид Лейбниц (Gottfried Leibniz) создает вычислительное устройство, применяющее двоичное представление числа. Это представление чисел соответствует тому, с чем человек имел дело на протяжении миллионов лет. Мы живем в мире с огромным количеством бинарных событий: тепло - холодно, открыто - закрыто, светло - темно и т.д. Не удивительно, что появилась идея описать бинарные события с помощью цифр 0 - 1.

1854. Джордж Буль (George Boole) публикует свои размышления о символической логике, которым несколько десятилетий спустя суждено было стать основой компьютерных приложений науки.

1890. Герман Холлерит (Herman Hollerith) разрабатывает расчетную машину на основе перфокарт. Благодаря этой машине, комиссия по переписи населения США сокращает срок обработки данных с десяти до двух с половиной лет.

1918. Два изобретателя (имена их история, увы, умалчивает) строят вычислительную машину, в основу которой положено применение двоичных чисел "1" и "0".

1937. Джон Атанасов (John Atanasoff) начинает работу над первым в истории электронным цифровым компьютером, но при этом пренебрегает возможностью получения патента на свою разработку. Почти десять лет спустя появилась машина ENIAC, построенная на основе его исследований. В том же году Джордж Стибиц (Georges Stibitz) из Bell Labs представил первый электронный логический элемент.

1938. Конрад Зузе (Коnrad Zuse) строит первый компьютер, использующий двоичную арифметику.

1939. Джордж Стибиц (Georges Stibitz) и Сэмюэл Уильямс (Samuel Williams) строят Компьютер Комплексных Чисел, состоящий из четырехсот телефонных реле и соединенный с тремя телетайпами, предшественниками современных терминалов.

1944. Инженеры Гарвардского университета строят компьютер Mark I, который из-за многочисленных неполадок больше простаивает, чем работает.

1946. Инженеры Университета Пенсильвании представляют ENIAC, первый в истории электронный компьютер общего применения.

1947. Двое сотрудников Bell Laboratories экспериментируют с первым транзистором.

1949. Джон Моучли (John Mauchly) создает Short Code - первый в мире язык программирования высокого уровня.

1955. Нариндер Капани (Narinder Kapany) создает оптоволокно.

1958. Фирма Texas Instruments выпускает первую микросхему. Bell Telephone представляет первые модемы.

1960. Американский физик Гарольд Мейман конструирует первый квантовый генератор оптического диапазона - лазер. Digital Equipment Corporation (DEC) разрабатывает PDP-1 - первый коммерческий компьютер, оснащенный клавиатурой и монитором.

1963. Рождение компьютерной мыши. Отцом манипулятора стал Дуглас Энгелбарт (Douglas Engelbart) из Стэндфордского института. Стандартным компонентом мышь станет лишь два десятка лет спустя с появлением Apple Macintosh.

1965. Digital Equipment Corporation строит первый миникомпьютер. В том же году появляется язык BASIC, которому суждено стать стандартом для персональных компьютеров.

1970. Появление флоппи-диска. Intel разрабатывает первую микросхему памяти, способную хранить 1024 байта данных. Bell Labs разрабатывает Unix.

1971. Texas Instruments представляет первый карманный калькулятор. Появляются первые матричные принтеры. Никлаус Вирт (Niklaus Wirth) разрабатывает язык PASCAL.

1975. Дебютирует первый широкодоступный персональный компьютер Altair 8800. Появляются в продаже дисплеи на жидких кристаллах. Боб Меткалф (Bob Metcaife) из Xerox разрабатывает Ethernet. Появляется первый текстовый процессор, "Electric Pencil".

1976. Гэри Килдэлл (Gary Kildall) разрабатывает операционную систему СР/М. IBM создает первый струйный принтер.

1977. Apple представляет машину "Apple II" - первый готовый персональный компьютер, использующий телевизор в качестве дисплея. Apple будет лидировать на рынке ПК вплоть до появления IBM PC в 1981 году. Tandy и Commodore развивают идею Apple и выпускают персональные компьютеры со встроенными дисплеями.

1982. Впервые представлены компакт-диски. Фирма Osborne строит первый в мире переносной компьютер. В этом же году IBM представляет первый лазерный принтер.

1983. Завершается строительство оптоволоконной линии Бостон-Нью-Йорк-Вашингтон. Apple представляет компьютер "Lisa" - первую машину с графическим интерфейсом и мышью. IBM начинает производство PC-XT - первого компьютера со встроенным жестким диском.

1984. Рождение CD-ROM. Apple выпускает первый "Macintosh". Романист Уильям Гибсон (William Gibson) впервые применяет термин "киберпространство".

1985. Microsoft разрабатывает Windows 1.0 для IBM PC.

1990. Intel представляет процессор i486.

1993. Intel выпускает процессор Pentium. Появляются первые "персональные ассистенты" (по сути своей - простые карманные компьютеры). Apple представляет карманный компьютер "Newton".

Дальше продолжать хронологию бессмысленно, т.к. смена поколений процессоров происходила на наших глазах.

Расмотрение хронологии позволяет отметить следующее:

- Развитие науки и техники за последние четыре сотни лет привело к резкому сокращению сроков смены технологий в любой отрасли. Как следствие, каждые пять лет объем информации удваивается. Частая смена технологии производства в электронике не позволяет выполнить долгосрочный прогноз развития компьютеров. Дискретный элемент размером в 0,03 микрон - это предел для существующей технологии производства процессоров. Наиболее вероятно, что в компьютерах все шире будут использоваться оптоволоконные технологии, а вот станет ли процессор квантовым, сказать сейчас трудно. Не исключено, что на некоторое время IT-отрасль сосредоточится на совершенствовании не процессоров, а "второстепенных" компонентов компьютера, или пойдет по пути наращивания количества высокопроизводительных дешевых специализированых процессоров в рамках одного устройства.

- Чтобы облегчить свое существование, миллионы лет люди совершенствовали орудия труда, но они никогда не ставили перед собой цель создать устройство, которое могло бы думать.

- Назначение компьютера - выполнять рутинную работу, на которую людям нет необходимости тратить свои силы и время. Оказалось, что компьютер лучше человека оперирует с числами, с массивами данных и даже с символами. Пользователь, получив информацию в адаптированном виде, должен делать выводы и принимать решения. Но человек захотел, чтобы компьютер за него еще и думал. Мало того, он пожелал, чтобы компьютер думал примерно так же, как работает человеческий мозг. Например, тест Тьюринга (тест для определения наличия или отсутствия искры разума в компьютере) предлагал вести разговор с компьютером на равных, да так, чтобы собеседник не заметил отсутствия живого партнера. Задача поставлена не корректно. Программное обеспечение современных компьютеров приспособлено для удобства работы человека, но оно отнюдь не копирует работу его мозга. Эйфория от первых успехов применения компьютеров в различных отраслях человеческой деятельности быстро прошла. Даже создать программу для игры в шахматы с компьютером (задача хорошо формализуемая) не так просто. Пришло понимание, что вычислительное устройство должно быть серьезно преобразовано в соответствии с новой задачей по его применению - научить компьютер думать. Изменились и пути решения этой задачи. Изучение работы человеческого мозга показало необходимость применения нейропроцессоров (или их симуляция) вместе с самообучающимися программами. Двигаться по пути, уже пройденному человеческим мозгом, но во много раз быстрее, - вот в чем основная идея использования самообучающихся программ совместно с нейропроцессорами. Удастся ли спрессовать миллионы лет эволюции человеческого мозга в короткий по меркам истории отрезок времени?

Сращивание электронных компонентов компьютера с живыми тканями, применение биокомпьютеров и многое другое предпринимается с целью повышения производительности компьютера и обучения его думать. Невольно приходит на ум "Собачье сердце" М. Булгакова, в котором профессор Преображенский создал из собаки человека, не отвечающего его высоким моральным идеалам. Правильно ли будет отнять у человека его специализацию, отнять то, что он умеет делать лучше других живых организмов - думать?

- Может быть поставлена обратная задача - научить человека считать со скоростью компьютера. Эта задача не менее сложна, чем заставить думать компьютер, но она вполне достижима. Тысячи лет человечество стремилось повысить скорость счета. Оно двигалось от совершенствования счета в уме по пути формализации и механизации этого процесса и получило весьма эффективное устройство - компьютер. На основе имеющихся достижений вполне возможно перейти к разработке методов решения задач в уме (например, дифференциального и интегрального исчисления) с допустимой степенью приближения к точному результату. Так, когда компьютеры были редкостью, для вычисления интеграла использовался весьма простой прием: кривую функции строили на картоне, затем очерченную кривой и осями координат площадь вырезали и ....взвешивали на точных весах. Результат был просто изумительный. Оценка опытными инженерами "на глаз" (подтвержденная затем точными расчетами) необходимых размеров деталей или конструкций технических сооружений также говорит в пользу нераскрытых возможностей человеческого мозга. Правда, трудно представить себе человека, тренирующего свой мозг и имеющего в распоряжении персональный компьютер.

* Известный прием. Чтобы получить на экзамене положительную оценку, экзаменуемый начинает ответ как можно ближе к сотворению мира и как можно дальше от существа вопроса, изложенного в билете. Есть надежда, что экзаменатор устанет слушать и поставит нужную оценку. В статье это прием не используется. Заявленная точка отсчета принята не случайно.

** Например, наличие пяти пальцев на человеческой руке однозначно указывает исторический период, когда рука перестала претерпевать существенные изменения.

*** Кроманьонцы получили свое название от пещеры Кро-Маньон во Франции, где были сделаны первые находки ископаемых останков людей современного типа, проживавших в Европе и резко отличавшихся от неандертальцев.

**** Бронзовый век длился 2,5 тыс. лет.

***** Принцип звукобуквенного алфавита прост: одна буква - один звук.

****** В том числе и арабской вязи.

Источник: "Компьютер Price", http://www.comprice.ru

 


Copyright © "Internet Zone"info@izcity.com 
Копирование и использование данных материалов разрешается только в случае указания на журнал "Internet Zone", как на источник получения информации. При этом во всех ссылках обязательно явное указание адреса вэб-сайта http://www.izcity.com/.
При наличии у копируемого материала авторов и источника информации - их также нужно указывать, наряду со ссылкой на нас. Подробнее условия использования материалов смотрите здесь.