La historia de las computadoras
En 1945, se produjo en los Estados Unidos la primera computadora digital electrónica totalmente automática, "ENIAC", (la abreviatura en inglés es ENIAC y el significado chino es integrador y calculadora digital electrónica). Fue desarrollado por el campo de pruebas de armas de Auberdine en los Estados Unidos para satisfacer las necesidades de los cálculos balísticos. Los principales inventores son el ingeniero eléctrico Eckert y el físico Dr. Mauchly. Esta computadora se envió en febrero de 1946 y funcionó durante 9 años. Utiliza tubos de electrones como componente básico de la computadora y puede realizar 5.000 sumas y restas por segundo. Utiliza 18.000 tubos de lámpara, 10.000 condensadores, 7.000 resistencias, tiene un volumen de 3.000 pies cúbicos, una superficie de 170 metros cuadrados, un peso de 30 toneladas y un consumo de energía de 140 a 150 kilovatios. Es un verdadero "monstruo".
La llegada de ENIAC tiene una importancia histórica y presagia la llegada de la era de la informática. En los siguientes 40 años, la tecnología informática se desarrolló extremadamente rápidamente. Ninguna disciplina en la historia de la ciencia y la tecnología humanas puede igualar la velocidad de desarrollo de las computadoras electrónicas.
A continuación se presenta la estructura del hardware y las características del sistema de cada generación de computadoras:
La primera generación (1946~1958): computadoras digitales de tubo
La lógica los componentes de la computadora adoptan tubos de vacío, la memoria principal usa líneas de retardo de mercurio, tambores magnéticos y núcleos magnéticos usan cintas, el software utiliza principalmente lenguaje de máquina y las aplicaciones se basan principalmente en cálculos científicos; Se caracteriza por su gran tamaño, alto consumo de energía, poca confiabilidad, alto precio y mantenimiento complejo, pero sentó las bases para la futura tecnología informática.
Segunda generación (1958~1964): ordenador digital con transistores.
La invención del transistor impulsó el desarrollo de los ordenadores. Después de utilizar transistores como componentes lógicos, el tamaño de la computadora se reduce considerablemente, el consumo de energía se reduce, la confiabilidad mejora y el rendimiento mejora considerablemente en comparación con la computadora de primera generación.
La memoria principal utiliza núcleos magnéticos y la memoria externa ha comenzado a utilizar discos más avanzados; el software ha avanzado mucho y han aparecido varios lenguajes de alto nivel y sus compiladores, así como sistemas por lotes. Sistemas operativos basados principalmente en informática científica y procesamiento de diversas transacciones, y comenzaron a usarse en control industrial.
La tercera generación (1964~1971): computadora digital con circuito integrado.
En la década de 1960, los circuitos integrados de tamaño pequeño y mediano (SSI, MSI) se utilizaban como componentes lógicos de las computadoras, lo que las hacía más pequeñas, consumían menos energía, eran más confiables y más poderosas que las computadoras de décima generación. Ha habido una gran mejora. En esta época, las minicomputadoras también estaban en auge y sus campos de aplicación se estaban expandiendo.
La memoria principal todavía utiliza núcleos magnéticos, el software se mejora gradualmente y muchos lenguajes de alto nivel, como los sistemas operativos de tiempo compartido y los lenguajes conversacionales, tienen nuevos desarrollos.
La cuarta generación (después de 1971): computadora digital de circuito integrado a gran escala.
Los circuitos integrados a gran escala (LSI) se utilizan en los componentes lógicos y en la memoria principal de los ordenadores. El llamado circuito integrado de gran escala se refiere a un circuito integrado que integra más de 1.000 a 2.000 transistores en una sola oblea de silicio. Su nivel de integración es más de 1 a 2 órdenes de magnitud mayor que el de los integrados de pequeña y mediana escala. circuitos. En este momento, las computadoras se han desarrollado hasta una etapa de miniaturización, bajo consumo de energía y alta confiabilidad. Los circuitos integrados a gran escala han desarrollado la industria militar, la tecnología espacial y la tecnología de energía atómica. El vigoroso desarrollo de estos campos ha planteado mayores requisitos para las computadoras y promovido efectivamente el desarrollo sin precedentes de la industria informática. Con el rápido desarrollo de la tecnología de circuitos integrados a gran escala, las computadoras no solo se están desarrollando en la dirección de las supercomputadoras, sino también en la dirección de las computadoras y microcomputadoras ultrapequeñas. A finales de 1971, nació el primer microprocesador y microcomputadora del mundo en Silicon Valley, al sur de San Francisco, lo que marcó el comienzo de una nueva era de microcomputadoras. Desde entonces, han surgido diversos microprocesadores y microcomputadoras que inundaron el mercado y se convirtieron en los productos más vendidos en ese momento. Este impulso continúa hoy. Especialmente después del nacimiento de la serie de computadoras IBM-PC, casi unificó el mercado mundial de microcomputadoras y se lanzaron una tras otra varias máquinas compatibles.
2. Etapa de computadora moderna (es decir, etapa de host tradicional)
La llamada computadora moderna se refiere al uso de tecnología electrónica avanzada para reemplazar la tecnología mecánica o de relés obsoleta.
Los ordenadores modernos han experimentado más de medio siglo de desarrollo. Los representantes destacados de este período son el científico británico Turing y el científico húngaro-estadounidense von Neumann.
Las contribuciones de Turing a las computadoras modernas incluyen: establecer el modelo teórico de las máquinas de Turing y desarrollar la teoría de la computabilidad; se propuso la prueba de Turing que define la inteligencia de las máquinas.
La principal aportación de von Neumann es: establecer la estructura básica de los ordenadores modernos, la estructura von Neumann. Sus características se pueden resumir de la siguiente manera:
(1) Utilizar una única unidad de procesamiento para completar el trabajo de cálculo, almacenamiento y comunicación;
(2) La unidad de almacenamiento es una organización lineal con una longitud fija;
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(3) La unidad de espacio de almacenamiento se aborda directamente
(4) Utilizando lenguaje de máquina, las instrucciones pueden completar operaciones simples a través de códigos de operación;
(5 ) control de secuencia centralizado de cálculos.
El principio de generación de las computadoras modernas se divide principalmente según los diferentes dispositivos electrónicos utilizados por las computadoras. Esto es lo que la gente suele llamar la cuarta generación de tubos de electrones, transistores, circuitos integrados y VLSI.
En 1666, el británico Samuel Moran inventó una máquina contadora mecánica que podía calcular sumas y restas.
En 1673, Gottfried Leibniz construyó un contador con una rueda cilíndrica escalonada, llamado "calculadora de pasos". Esta calculadora puede multiplicar números repetidos y sumarlos automáticamente al sumador.
En 1694, el matemático alemán Gottfried Leibniz mejoró el de Pascal y construyó una máquina que podía calcular multiplicadores. Todavía funciona mediante engranajes y diales.
En 1773, Philippe Matthäus fabricó y vendió un pequeño número de ordenadores con una precisión de 12 dígitos.
En 1775, el tercer conde Stanhope inventó una calculadora de multiplicaciones similar a la de Leibniz.
En 1786, J.H. Mueller diseñó una ampliación diferencial, pero lamentablemente no disponía de fondos para fabricarla.
En 1801, el telar de Joseph-Marie Jacquard utilizaba tarjetas perforadas para controlar el patrón de tejido.
En 1854, George Boole publicó "Un examen de las leyes del pensamiento", que hablaba de símbolos y razonamiento lógico, que más tarde se convirtió en el concepto básico del diseño informático.
En 1858, una línea telegráfica cruzó por primera vez el Atlántico y prestó servicio durante unos días.
En 1861, una línea telegráfica transcontinental conectaba las costas del Atlántico y el Pacífico.
En 1876, Alexander Graham Bell inventó y patentó el teléfono.
De 1876 a 1878, el barón Kelvin construyó el analizador de armónicos y la máquina de predicción de mareas.
En 1882, William S. Burrows dejó su trabajo como empleado de banco y se dedicó a inventar la máquina sumadora.
En 1889, la máquina tabuladora eléctrica de Herman Hollery obtuvo buenos resultados en una competición y se utilizó en el censo de 1890. Herman Hollery utilizó el concepto del telar jacquard para calcular. Usó una tarjeta para almacenar los datos y luego la introdujo en una máquina para compilar los resultados. La máquina permite que los resultados de un censo que habría tardado una década en estar disponibles en sólo seis semanas.
En 1893 se inventó la primera calculadora de cuatro funciones.
En 1895, Guglielmo Marconi transmitió una señal de radio.
En 1896, Hollerith fundó la Tabulated Machine Company.
En 1901 aparecieron las teclas perforadas y poco cambió en el siguiente medio siglo.
En 1904, John A. Fleming obtuvo una patente para el diodo de vacío, sentando las bases de las comunicaciones por radio.
En 1906, Liedfordert añadió un diodo con una tercera válvula a Fermin, creando un tubo de vacío de tres electrodos.
En 1907, la música grabada formó la primera estación de radio oficial de Nueva York.
1908, ¿el científico británico Campbell Swinton? Se describen métodos de escaneo electrónico y predicciones para fabricar televisores a partir de tubos de rayos catódicos.
En 1911, Watch Machine Company de Hollerith se fusionó con otras dos empresas para formar Computerized Tabulated and Recording Company (C-T-R), una empresa de relojería y grabación. Pero en 1924 pasó a llamarse International Business Machines Corporation (IBM).
En 1911, el físico holandés Kamerlingh Onnes descubrió la superconductividad en la Universidad de Leiden.
En 1931, Vannifer Bush inventó una máquina de contar que podía resolver programas de diferencias. La máquina podría resolver complejos programas de diferencias que molestan a matemáticos y científicos.
En 1935, IBM (International Business Machines Corporation) lanzó el "IBM 601", una máquina de tarjetas perforadas con un componente aritmético que podía calcular multiplicadores en 1 segundo. Desempeña un papel muy importante en la informática científica y la informática empresarial. Se fabricaron un total de 1.500 unidades.
En 1937, Alan Turing propuso el concepto de una "máquina universal" que puede ejecutar cualquier algoritmo, formando el concepto básico de "computabilidad". El concepto de Turing fue superior a otros inventos similares porque utilizó el concepto de procesamiento de símbolos.
En octubre, John Vincent Atansov y John Bury construyeron un sumador de 16 bits. Fue la primera máquina en calcular mediante tubos de vacío.
En 1939, Zuse y Schreyer crearon "V2" [más tarde llamado Z2], que tomó el almacenamiento mecánico del Z1 y añadió un nuevo componente aritmético utilizando lógica de relé. Pero cuando Zuzer completó el borrador, el plan quedó en pausa durante un año.
En 1939-40, Schreyer completó un sumador de 10 bits usando tubos de vacío y una memoria usando lámparas de neón.
En junio de 1940, Bell Labs, Samuel Williams y Stibitz completaron una máquina que podía calcular números complejos. Se llamó "Calculadora de números complejos" y luego pasó a llamarse I (Calculadora de retransmisión modelo I). Utiliza como elementos lógicos interruptores telefónicos: 145 disyuntores e interruptores de 10 barras. El número está representado por "más 3BCD". En septiembre de ese año, se instaló un teletipo en una conferencia matemática y se conectó desde New Hampshire a Nueva York.
En 1940, Zuse finalmente completó el Z2, que era mejor que el funcionamiento, pero no muy confiable.
En el verano de 1941, Atanasoff y Berry completaron una calculadora diseñada específicamente para resolver ecuaciones lineales, más tarde conocida como "ABC (Atanasoff-Berry Computer)"). Tiene memoria de 50 bits a 60 Hz en forma de condensadores montados en dos tambores giratorios. Reloj
En febrero de 1941, Zuse completó "V3" (más tarde llamado Z3), la primera computadora que podía programarse para funcionar. También utiliza aritmética de coma flotante, un exponente de 7 bits, una mantisa de 14 bits y un signo. La memoria puede almacenar 64 palabras, por lo que se requieren 1400 disyuntores. Tiene más de 1200 componentes informáticos y de control, y la programación, entrada y salida son las mismas que las del Z1. 1943 65438 + Octubre Howard H. Aiken completó la "ASCC Mark I" (Calculadora automática de control secuencial Mark I), también conocida como "Harward Mark I". La máquina mide 51 pies de largo y pesa 5 toneladas. Consta de 750.000 piezas. Dispone de 72 acumuladores, cada uno con su propia unidad aritmética y un registro de 23 bits.
1943 65438+2 meses, Tommy Flowers y su equipo completaron el primer "Colossus", que tenía 2400 tubos de vacío como elementos lógicos y 5 lectores de cintas de papel, cada lector por segundo podía trabajar con 5000 caracteres.
En 1943, bajo el liderazgo de John Brainered, ENIAC inició la investigación. John Mauchly y J. Presper Eckert fueron los responsables de la implementación del plan.
1946v Se fabrica en Estados Unidos la primera Calculadora Integradora Numérica Electrónica (ENIAC).
En 1947 se creó la Asociación de Maquinaria de Computación (ACM).
En 1947, el Reino Unido completó el primer tubo de vacío de almacenamiento. En 1948, la Bell Telephone Company desarrolló semiconductores.
En 1949, se construyó en el Reino Unido la "Calculadora automática de almacenamiento retardado electrónico" (EDSAC).
1950 El término "automatización" se utiliza por primera vez en la industria del automóvil.
En 1951 se fabricó el núcleo magnético en el MIT.
En 1952 nació la primera "calculadora de programa almacenado".
En 1952, se anunció la finalización del IBM701, el primer sistema informático a gran escala.
En 1952 se inventó con éxito el primer traductor de lenguaje simbólico.
En 1954, Bell Telephone Company desarrolló con éxito el primer ordenador semiconductor.
En 1954 nació el primer procesador de datos de uso general IBM650.
En 1955 se construyó el primer ordenador de gran tamaño con núcleo magnético, el IBM705.
En 1956, IBM lanzó el ordenador Scientific 704.
En 1957 apareció el lenguaje de programación FORTRAN.
En 1959 se desarrolló con éxito la primera calculadora científica pequeña, la IBM620.
En 1960 se desarrolló con éxito el sistema de procesamiento de datos IBM1401.
En 1961 apareció el lenguaje de programación COBOL.
En 1961, el MIT diseñó el primer ordenador de subsistema.
En 1963 aparece el lenguaje BASIC.
En 1964 se produjo la tercera generación de ordenadores de la serie IBM360.
En 1965, la American Digital Equipment Corporation lanzó el primer miniordenador, el PDP-8.
Desde 65438 hasta 0969, IBM desarrolló con éxito la máquina de tarjetas de 90 columnas y el sistema informático System-3.
En 1970 se produjo la serie de ordenadores IBM System 1370.
En 1971, la Universidad de Illinois diseñó y completó el superordenador Ilium IV.
En 1971, Intel desarrolló con éxito el primer microprocesador 4004.
Del 65438 al 0972 se empezaron a producir y vender en masa sustratos para microprocesadores.
En 1973, IBM desarrolló con éxito el primer disquete.
En 1975 apareció el microordenador Atari-8800.
En 1977, Komodo anunció el exitoso desarrollo del microordenador totalmente integrado PET-2001.
En 1977 nació el microordenador TRS-80.
En 1977 nació el microordenador Apple II.
Del 65438 al 0978 se empezó a aplicar VLSI.
En 1978, la memoria burbuja se utilizó por segunda vez en ordenadores comerciales.
En 1979, Sharp anunció el primer microordenador portátil.
Desde 65438 hasta 0982, los microordenadores comenzaron a popularizarse y entraron en grandes cantidades en escuelas y hogares.
Del año 65438 al 0984, la industria informática japonesa comenzó a desarrollar la "computadora de quinta generación", una computadora con inteligencia artificial.
La historia del desarrollo informático en China;
En 1958, el Instituto de Tecnología Informática de la Academia de Ciencias de China desarrolló con éxito la primera computadora de propósito general de tubo pequeño 103 (1 de agosto modelo), que marcó el primer El nacimiento de la primera computadora electrónica en mi país.
En 1965, el Instituto de Tecnología Informática de la Academia de Ciencias de China desarrolló con éxito el primer ordenador con transistores a gran escala, el 109B, y posteriormente introdujo el ordenador 109C, que desempeñó un papel importante en las dos pruebas de bombas.
En 1974, la Universidad de Tsinghua y otras unidades diseñaron y desarrollaron conjuntamente el DJS-130, una pequeña computadora de circuito integrado con una velocidad de funcionamiento de 10.000 veces por segundo.
En 1983, el Universidad Nacional de Tecnología de Defensa con éxito El desarrollo de la supercomputadora Galaxy-1, que tiene una velocidad de computación de cientos de millones de operaciones por segundo, es un hito importante en el desarrollo de computadoras de alta velocidad en nuestro país.
De 65438 a 0985, la Oficina de Administración de Computadoras del Ministerio de Industria Electrónica desarrolló con éxito la microcomputadora Great Wall 0520CH compatible con IBM PC.
En 1992, la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa desarrolló la supercomputadora paralela de propósito general Galaxy-II, con una velocidad máxima de 400 millones de operaciones de punto flotante por segundo (equivalente a 10 mil millones de operaciones básicas por segundo). . Es una máquina vectorial de cuatro procesadores con memoria principal. Su procesador central vectorial adopta un diseño de circuito integrado de tamaño pequeño y mediano y alcanzó el nivel avanzado internacional a mediados y finales de la década de 1980. Se utiliza principalmente para pronósticos meteorológicos a mediano plazo;
En 1993, el Centro Nacional de Investigación y Desarrollo de Computadoras Inteligentes (más tarde establecido como Beijing Shuguang Computer Company) desarrolló con éxito el multiprocesador de almacenamiento totalmente simétrico Shuguang-1, que fue mi La primera del país Diseñó y desarrolló una computadora paralela basada en un chip microprocesador de uso general VLSI y un sistema operativo estándar UNIX.
En 1995, Sugon lanzó la Sugon 1000 (que contiene 36 procesadores), la primera máquina paralela con estructura MPP en China.
La velocidad máxima es de 2,5 mil millones de operaciones de punto flotante por segundo y la velocidad operativa real es de 10 mil millones de operaciones de punto flotante por segundo. Dawn 1000 es similar a la arquitectura de computadora paralela a gran escala y la tecnología de implementación lanzada por Intel Corporation de los Estados Unidos en 1990, y la brecha con países extranjeros se ha reducido a aproximadamente 5 años.
En 1997, la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa desarrolló con éxito el sistema de supercomputadora paralela a exaescala Galaxy -III, que utiliza una arquitectura de procesamiento paralelo de almacenamiento distribuido escalable y consta de más de 130 nodos de procesamiento. El rendimiento máximo es de 1.300 millones de operaciones de punto flotante por segundo y la tecnología integral del sistema alcanzó el nivel avanzado internacional a mediados de la década de 1990.
De 1997 a 1999, Sugon lanzó al mercado los superservidores con estructura de clúster Sugon 1000A, Sugon 2000-I y Sugon 2000-II. La velocidad informática máxima ha superado los 100 mil millones de operaciones de punto flotante por segundo y el tamaño de la máquina ha superado las 65438+.
65438-0999, la computadora Sunway I desarrollada por el Centro Nacional de Investigación de Tecnología de Ingeniería Informática Paralela obtuvo la aceptación nacional y se puso en funcionamiento en el Centro Meteorológico Nacional. El sistema tiene 384 unidades de procesamiento y una velocidad informática máxima de 384 mil millones de operaciones por segundo.
En 2000, Sugon lanzó el superservidor Sugon 3000 con 300 mil millones de operaciones de punto flotante por segundo.
En 2001, el Instituto de Tecnología Informática de la Academia de Ciencias de China desarrolló con éxito la primera CPU doméstica de uso general: el chip "Loongson".
En 2002, Sugon lanzó el servidor "Dragon" con derechos de propiedad intelectual completamente independientes. El servidor Longteng utiliza una CPU "Loongson-1", una placa base específica del servidor desarrollada conjuntamente por Sugon y el Instituto de Tecnología Informática de la Academia de Ciencias de China, y el sistema operativo Sugon LINUX. Este servidor es el primer producto de China que realiza plenamente los derechos de propiedad intelectual independientes y desempeñará un papel importante en la defensa nacional, la seguridad y otros departamentos.
En 2003, el superservidor de procesamiento de datos Sugon 4000L, multimillonario, superó la aceptación nacional, rompiendo una vez más el récord histórico de los superservidores nacionales y llevando la industria nacional de alto rendimiento a un nuevo nivel.