ПЕРСОНИ

Чарльз Беббідж

Ч. Беббідж жив у той час, коли існуючі технології не давали змоги конструктору комп’ютерів здійснити його ідеї. Тому Беббідж не створив комп’ютер. Після його смерті світу довелося чекати цього винаходу ще близько 70 років. І все-таки його схема комп’ютера була настільки близька до мети, що Беббідж став невід’ємною частиною ранньої історії комп’ютерів. Його по праву називають провісником комп’ютерної ери, хоча Ч. Беббідж одержав визнання за свою роботу тільки в 40-х рр. XX ст.

Ч. Беббідж народився 26 грудня 1791 р. в передмісті Лондону. В 1810 р. він поступив в коледж Кембриджу, де вивчав математику та хімію.

Ч. Беббідж (рис. 1) був плідним письменником: опублікував 80 книг і статей у різноманітних галузях, таких як математика, богослов’я, астрономія та управління.

Рис. 1. Чарльз Беббідж

Найбільш істотний внесок Чарльз Беббідж зробив в області механічних обчислень. Ч. Беббідж високо цінував точність і вважав необхідним покращувати механічні калькулятори свого часу: примітивні та керовані вручну, вони не тільки повільно працювали, але й помилялись. Помилки, які зустрічалися в астрономічних картах і навігаційних таблицях, призводили до трагічних аварій корабля. Беббідж намагався винайти таку машину, яка могла б виконувати дві операції: обчислювати та виводити на друк математичні таблиці, тим самим уникаючи помилок, які виникають між рукописною копією та видрукованою версією.

В 1812 р. Ч. Беббідж уперше задумався про створення механізму, який дозволив би автоматично робити складні обчислення з великою точністю. В 1819 р., коли Ч. Беббідж зацікавився астрономією, він сформулював принципи обчислення таблиць різницевим методом за допомогою машини, яку назвав «різницевою». Ця машина повинна була робити комплекс обчислень, використовуючи тільки операцію додавання. В 1819 р. Чарльз Беббідж почав створювати малу різницеву машину, а в 1822 р. він закінчив її будівництво та виступив перед Королівським Астрономічним товариством з доповіддю про застосування машинного механізму для обчислення астрономічних і математичних таблиць. Він продемонстрував роботу машини на прикладі обчислення членів послідовності. Робота різницевої машини була заснована на методі кінцевих різниць. Мала машина була повністю механічною. Вона складалася із великої кількості шестерень і важелів; оперувала 18-розрядними числами з точністю до восьмого знака після крапки; забезпечувала швидкість обчислень 12 членів послідовності за 1 хвилину; могла рахувати значення многочленів 7-го ступеня. У ній використовувалася десяткова система числення.

В 1822 р. Ч. Беббідж задумався про створення великої різницевої машини, яка дозволила б замінити велику кількість людей, що займаються обчисленням різних астрономічних, навігаційних і математичних таблиць. Це дозволило б заощадити витрати на оплату праці, а також позбутися помилок, пов’язаних з людським фактором. Різницева машина так і не була добудована.

В 1854 р. шведський винахідник Шойц за роботами Беббіджа побудував кілька різницевих машин. Через певний час Мартін Віберг удосконалив машину Шойца та використовував її для розрахунків і публікації логарифмічних таблиць.

Незважаючи на невдачу з різницевою машиною, Чарльз Беббідж в 1833 р. задумався про створення програмувальної обчислювальної машини, яку він назвав аналітичною (прообраз сучасного комп’ютера). На відміну від різницевої машини, аналітична машина дозволяла вирішувати більш широкий ряд задач. Він припускав, що побудова нової машини потребуватиме менше часу та засобів, чим доробка різницевої машини, тому що вона повинна була складатися з більш простих механічних елементів. З 1833 р. Ч. Беббідж почав проектувати аналітичну машину. Архітектура сучасного комп’ютера багато в чому схожа з архітектурою аналітичної машини.

В 1864 р. Чарльз Беббідж написав: «Пройде, імовірно, півстоліття, перш ніж люди переконаються, що без тих засобів, які я залишаю після себе, не можна буде обійтися». Через 80 років після цього висловлення була побудована машина «Маrk-1», яку назвали «здійсненою мрією Беббіджа». Архітектура «Маrk-І» була дуже схожа з архітектурою аналітичної машини. Говард Айкен вивчав публікації Чарльза Беббіджа та Ади Лавлейс перед створенням своєї машини, причому його машина ідеологічно майже не відрізнялась від недобудованої аналітичної машини. Продуктивність «Маrk-І» виявилася всього в десять разів вищою, ніж розрахункова швидкість роботи аналітичної машини.

Алан Тьюрінг

Величезний вплив на розвиток обчислювальної техніки здійснили теоретичні розробки Алана Тьюрінга (рис.2).

У 1936 р. він написав роботу, яка зіграла важливу роль у розвитку обчислювальної математики та інформатики. Робота стосувалася проблеми математичної логіки – опис завдань, які не вдавалося вирішити навіть теоретично. А. Тьюрінг описав основні властивості допоміжного засобу – потужного обчислювального пристрою (існував лише в його уяві) – прообразу сучасного комп’ютера. Дані повинні були вводитися в машину на паперовій стрічці, поділеній на клітинки. Кожна така клітинка містила символ або була порожньою. Машина не тільки могла обробляти записані на стрічці символи, але й змінювати їх, стираючи старі та записуючи нові відповідно до інструкцій, які збережені в її внутрішній пам’яті. Для цього вона доповнювалася логічним блоком, який містить функціональну таблицю, що визначає послідовність дій машини.

Рис. 2. Алан Тьюрінг

Кожен крок машини Тьюрінга пов’язаний з трьома операціями – запис, обчислення і зсув. Така інтерпретація обчислювального алгоритму використовується і в даний час, наприклад, для оцінки обчислювальних можливостей квантових комп’ютерів.

А. Тьюрінг назвав свій абстрактний механічний пристрій «універсальна машина», оскільки він повинен виконувати будь-які завдання (які теоретично розв’язуються) – математичні або логічні. А. Тьюрінг показав принципову можливість вирішення автоматами будь-якої проблеми за умови, якщо можлива її алгоритмізація. Згодом машина отримала назву «машина Тьюрінга». Машина Тьюрінга – це прообраз програмованого комп’ютера. Основні пристрої машини Тьюрінга: контрольний модуль; читаюча і записуюча головки (пристрої введення/виведення) стрічки, яка розділена на клітинки.

В післявоєнні роки Алан Тьюрінг брав участь у створенні потужного комп’ютера – машини зі збереженими в пам’яті програмами, деякі властивості він взяв від своєї гіпотетичної універсальної машини. Дослідний зразок комп’ютера «АСЕ» (Automatic Соmputing Engine – автоматичний обчислювальний пристрій) вступив в експлуатацію в травні 1950 р. (рис. 3).

Рис. 3. ЕОМ «АСЕ»

В пам’ять про Тьюрінга, Асоціацією обчислювальної техніки заснована премія його імені за видатні роботи в галузі математики та інформатики. У сфері інформаційних технологій премія Тьюрінга має статус, аналогічний Нобелівській премії в академічних науках.

Конрад Цузе

Конрад Цузе народився 22 червня 1910 р. в Берліні.

В 1935 р. одержав освіту інженера в Берлінській вищій технічній школі та почав працювати аналітиком в авіакомпанії Henschel. Працюючи в цій компанії, Цузе зіштовхнувся із численними обчисленнями, пов’язаними із проектуванням літаків. В 1936 р., у віці 26 років, він почав проектувати обчислювальний прилад (комп’ютер).

Поекспериментувавши з десятковою системою числення, молодий інженер надав перевагу двійковій. В 1938 р. з’явилася перша діюча розробка Цузе«Z1». Це був двійковий механічний обчислювач із електричним приводом і обмеженою можливістю програмування за допомогою клавіатури. Результат обчислень у десятковій системі відображався на ламповій панелі. «Z1» працював ненадійно через недостатню точність виконання складових частин. Втім, будучи експериментальною моделлю, ні для яких практичних цілей він не використовувався.

Рис. 4. Конрад Цузе

У ті роки К. Цузе (рис. 4) прийшов до висновку, що майбутні комп’ютери будуть засновані на наступних шести принципах:
1) двійкова система числення;
2) використання пристроїв, які працюють за принципом «так/ні» (логічні одиниця та нуль);
3) повністю автоматизований процес роботи обчислювача;
4) програмне керування процесом обчислень;
5) підтримка арифметики з плаваючою крапкою;
6) використання пам’яті великої ємності.

В 1940 р., одержавши підтримку Дослідницького інституту, К. Цузе побудував дороблену версію обчислювача – «Z2» на основі телефонних реле. На відміну від «Z1», нова машина зчитувала інструкції перфорованої 35-міліметрової кіноплівки. Вона теж була демонстраційною моделлю та не використовувалася для практичних цілей. У цьому ж році К. Цузе організував компанію «Zuse Apparatebau» для виробництва програмувальних машин.

В 1941 р. Конрад Цузе створив уже більш досконалу модель – «Z3», яку сьогодні багато хто вважає першим програмувальним комп’ютером, що реально діяв. Втім, програмованість цього двійкового обчислювача, зібраного, як і попередня модель, на основі телефонних реле, також була обмеженою. Незважаючи на те, що порядок обчислень тепер можна було визначати заздалегідь, умовні переходи та цикли були відсутні. Проте, «Z3» першим серед обчислювальних машин К. Цузе набув практичного застосування та використовувався для проектування крила літака.

Німецький інженер К. Цузе першим у світі:
• показав, що обробка даних починається з біту (біт він називав так/ні-статусом, а формули двійкової алгебри – умовними судженнями);
• ввів термін «машинне слово» (word);
• об’єднав в обчислювачі арифметичні та логічні операції, зазначивши, що елементарна операція комп’ютера – це перевірка двох двійкових чисел на рівність. Результатом буде також двійкове число з двома значеннями (рівне, нерівне).

При цьому К. Цузе не мав ніякого уявлення не тільки про аналогічні дослідженнях колег у США і Великобританії, але навіть про механічний обчислювач Ч. Беббіджа. Проте через багато років він писав, що в цьому і полягала його перевага – в силу своєї необізнаності він був вільний у пошуках системи, найбільш підходящої для автоматичних обчислень. Незнаючи про роботи Дж. Буля, він використовував у створеній ним обчислювальній машині принципи булевої алгебри. У 1936 р. К. Цузе запатентував ідею механічної пам’яті.

Машини К. Цузе («Z1», «Z2», «Z3») були знищені в ході бомбардувань Берліна в 1944 р.

В 1946 р. К. Цузе організував комерційну компанію по виробництву комп’ютерів «Інженерна служба Цузе в Хопферау». В 1949 р. Цузе створив компанію «Zuse KG». У вересні 1950 р. було закінчено «Z4», для якої К. Цузе розробив першу у світі високорівневу мову програмування – Планкалкюль (нім. Plankalkul). У той час він був єдиним працюючим комп’ютером у континентальній Європі та перший комп’ютер у світі, який було продано. «Z4» на п’ять місяців випередив «Маrk-І» і на десять «UNIVAC». К. Цузе і його компанією були побудовані й інші комп’ютери, назва кожного з яких починалося із заголовної букви Z.

Найбільш відомі машини: «Z11» (рис. 5) – продавалася підприємствам оптичної промисловості та університетам, і «Z22» (рис. 6) – перший комп’ютер з пам’яттю на магнітних носіях, підтримував загальні алгоритми обчислень; міг працювати з довільними структурами даних; мав достатній обсяг пам’яті і був популярний серед багатьох німецьких інженерів і вчених.

Рис. 5. Комп’ютер «Z11» (1956 р.)

Рис. 6. Єдиний ламповий комп’ютер К. Цузе – «Z22» (1958 р.)

Публікацій і будь-якої реклами про роботи К. Цузе через секретність не було, і тому про них стало відомо лише через кілька років після завершення Другої світової війни.

К. Цузе експериментував з різними обчислювальними пристроями, зробив автоматичну рисувальну дошку – перший прообраз сучасних систем автоматизованого проектування. У 1964 р. він запропонував автоматичну систему управління великими ткацькими верстатами. З 1966 р. К. Цузе став працювати в компанії «Siemens AG».

Крім обчислювальних машин загального призначення Конрад Цузе побудував кілька спеціалізованих обчислювачів – «S1» і «S2» (використовувалися для визначення точних розмірів деталей в авіаційній техніці).

Говард Айкен

Говард Айкен виріс в Індіанаполісі, штат Індіана (народився 8 березня 1900 р.). Після восьмого класу Говард вдень відвідував технічну школу та змушений був піти працювати нічним оператором у компанію по освітленню і теплопостачанню. В 1923 р. Г. Айкен одержує ступінь бакалавра наук, а за нічну роботу – посаду головного інженера газової компанії. В 1935 р. він поступає у Чиказький університет, а потім стає аспірантом з предмету "Фізика" Гарвардського університету.

В 1937 р. з’явилася його робота «Пропонована автоматична рахункова машина», де автор описав машину у вигляді комутаційної дошки, на якій змонтовані різні вузли обчислювальної машини, причому кожна панель комутаційної дошки призначалася для виконання певних математичних операцій.

В 1939 р. був підписаний контракт, згідно якого фірма «IBM» з фінансовою підтримкою військово-морського відомства США почала створювати машину Г. Айкена. У травні 1944 р., машина, яка одержала назву «Маrk-І», була створена. Використані в машині реле, лічильники, контактні пристрої, механізми, які друкують, пристрої для уведення перфокарт і перфоруючі пристрої були стандартними частинами табуляторів, які випускаються в той час фірмою «IBM». «Маrk-І» відрізнялася високою працездатністю, надійністю та мала риси сучасних комп’ютерів.

В 1947 р. в лабораторії Г. Айкена (рис. 7)була створена нова релейна машина «Маrk-І», яка володіла незвичайною для того часу властивістю: вона могла працювати як одна машина або як дві окремі машини, вирішуючи одночасно дві різні задачі. Перехід з одного режиму на іншій здійснювався за допомогою перемикача. У машині була уведена плаваюча крапка.

Рис. 7. Говард Айкен

В останні роки Говарда Айкена дорікали тим, що він при проектуванні своїх комп’ютерів неохоче переходив від електромеханічних до електронних пристроїв. В 1950 р. була спроектована електронна машина «Маrk-III», у якій числа та команди вже представлялися у двійковому коді та зберігалися на дев’яти алюмінієвих барабанах, покритих магнітним шаром.

Останній комп’ютер, створений Говардом Айкеном у Гарварді для військово-повітряних сил, – «Маrk-IV» – був закінчений в 1952 р. На відміну від проектованих у той час машин на основі менш надійної електростатичної пам’яті, пам’ять «Маrk-IV» з довільним доступом складалася з 200 регістрів на магнітних сердечниках. Машина мала також пам’ять великого об’єму на магнітному барабані з окремими секторами для 4 000 16-розрядних чисел і для 1 000 команд. У машині були застосовані індексний регістр і декодувальний пристрій зі спеціальною клавіатурою для запису програм в алгебраїчних виразах, близьких до звичайного запису.

В 1951 р. Говард Айкен разом з колегами випустив книгу «Синтез електронних обчислювальних і керуючих схем».

Говард Айкен першим запропонував в 1947-1948 навчальному році ввести курс по проектуванню цифрових обчислювальних пристроїв у Гарварді. Відразу ж після цього був уведений курс аналізу цифрових схем, орієнтований на технології, які використовувались в цифрових комп’ютерах.

Роботи Говарда Айкена можна знайти в багатьох галузях науки та техніки, а останній патент був виданий за рік до смерті, коли йому виповнилося 72 роки. В останні роки життя він працював консультантом фірми «Monsanto Chemical» з питань, пов’язаних з дослідженнями в області магнітних доменів.

Джон Атанасов

Народився Джон Атанасов у Гамільтоні, штат Нью-Йорк, 4 жовтня 1903 р. Завдяки батькові Джон вивчив основи електрики. У віці 10 років він вивчав фізику, хімію та математику. Поступивши в університет Флориди в 1921 р., вибрав професію інженера-електрика. У травні 1930 р. захищає докторську дисертацію.

Рис. 8. Джон Атанасов

У середині 30-х рр. Джон Атанасов (рис. 8) замислюється над проблемою автоматизації розв’язування великих систем лінійних алгебраїчних рівнянь. Ідеї та принципи створення цифрового комп’ютера до нього прийшли, як він згадує, в 1937 р.

У листопаді 1939 р. з’явився опис комп’ютера Атанасова-Беррі – «ABC» («Atanasoff-Berry Computer»). Це були концепції сучасної обчислювальної машини: у своїй роботі обчислювальна машина буде використовувати електрику і досягнення електроніки; її робота буде заснована на двійковій, а не на десятковій системі числення; основою запам’ятовуючого пристрою служитимуть конденсатори, вміст яких буде періодично оновлюватись, щоб уникнути помилок; розрахунок проводитиметься за допомогою логічних, а не математичних дій. Конструювання та удосконалення комп’ютера здійснювалося з кінця 1939 р. до середини 1942 р. Друга світова війна змусила Джон Атанасова відійти від конструювання комп’ютерів. З 1942-1949 рр. він був головою Відділу акустики при Військово-морській Артилерійській лабораторії (NOL) у Вашингтоні, де стежив за акустичним випробуванням мін. Одна із частин «ABC» – арифметична частина, була апробована в 1942 р. і надала Джону Атанасову впевненості в тому, що комп’ютерний проект у значній мірі був уже закінчений. Але «ABC» ніколи фактично не використовувалася. З 1949 р. Джон Атанасов став головним ученим армійських польових сил в штаті Вірджинія. Протягом 1950-1951 рр. він був директором програми вибухів при NOL. В 1952 р. Джон Вінсент Атанасов заснував фірму «Артилерійська Інженерна корпорація».

З жовтня 1973 р. за рішенням суду винахідником електронного комп’ютера назвали Джона В. Атанасова.

Джордж Стібіц

У 1937 р. Джордж Стібіц (рис. 9) – математик фірми «Bell Telephone Labs» – прийшов до висновку, що булева логіка – це природна мова, на якій повинна ґрунтуватися робота систем електромеханічних реле. Створений ним пристрій був електромеханічною схемою, яка виконує операцію двійкового додавання (двійковий суматор) (рис. 10). Це був перший пристрій такого типу. В наші дні двійковий суматор, як і раніше, залишається одним з основних компонентів будь-якого цифрового комп’ютера. В 1937 р. Джордж Стібіц створив комп’ютер «Model K» на основі релейних перемикачів.

Рис. 9. Джордж Стібіц

Рис. 10. Перший двійковий суматор

У 1939 р. Дж. Стібіц разом з іншим співробітником фірми, інженером-електриком Семюелем Уїльямсом, розробив обчислювальну машину «Bell-1» на електромагнітних реле, здатну оперувати з комплексними числами. Джордж Стібіц назвав свою машину табулятором комплексних чисел (рис. 11) і в січні 1940 р. її почали використовувати в управлінні фірми.

Рис. 11. Табулятор комплексних чисел

Встановлений поруч телетайп передавав на машину сигнали і через лічені секунди отримував відповіді. Потім до машини підключили ще два телетайпа, розташованих в інших приміщеннях. Це дозволило людям, які працювали в різних відділах, користуватися одним комп’ютером. У вересні того ж року до системи підключили четвертий телетайп, який знаходився від неї на відстані 400 км.

У 1942 р. була сконструйована машина «Bell-2», автоматично керована програмою (машина «Bell-1» автоматичного управління не мала). У цій машині вперше була застосована вбудована система виявлення помилок, що зупиняє процес обчислень, якщо не спрацьовувало реле.

Кожна нова розробка Джорджа Стібіца була кроком до створення універсальної цифрової обчислювальної машини. В 1942-1944 рр. була побудована обчислювальна машина «Bell-3» з управлінням за допомогою програми, записаної на перфострічці. Машина містила пристрій множення, засоби автоматичного перегляду таблиць, записаних на паперову перфострічку, і запам’ятовуючий пристрій на 10 слів. За зразком «Bell-3» був побудований релейний калькулятор «Bell-4». Останньою релейного машиною, яку побудував Дж. Стібіц, була машина «Bell-5». Вона оперувала 7-розрядними десятковими числами, виконувала додавання за 0,3 с, множення за 1 с і ділення за 2,2 с. Прогресивні риси обчислювальної машини – арифметика з плаваючою точкою, багатопроцесорна система.

Джон Мочлі та Джон Преспер Еккерт

Джон Мочлі – фізик, співробітник технічної школи при Пенсільванському університеті. У серпні 1942 р. він відправив у військове відомство США пропозицію про створення потужного (на ті часи) комп’ютера на електронних лампах. Ця пропозиція зацікавила керівництво лабораторії балістичних досліджень Абердинського артилерійського полігону в США. У квітні 1943 р. був укладений контракт між полігоном і Пенсільванським університетом на створення обчислювальної машини, названої «Електронний числовий інтегратор і калькулятор» (ENIAC). До роботи було залучено близько 200 осіб, у тому числі кілька десятків математиків та інженерів. Керівниками роботи стали Дж. Мочлі і Пр. Еккерт.

Джон Мочлі свій досвід, отриманий при розробці машин, узагальнив у вигляді основних принципів побудови ЕОМ. Вони були викладені в звіті, складеному спільно з Г. Голдстайном і А. Берксом в 1946 р. і покладені в основу ЕОМ ENIAC, керівником розробки якої також став Джон фон Нейман. Матеріали звіту не публікувалися у відкритій пресі до кінця 1950-х років, але були передані деяким фірмам США і Великобританії. Популярність фон Неймана як великого вченого відіграла свою роль – викладені ним принципи і структура ЕОМ стали називатися фоннейманівськими, хоча їх співавторами були також Джон Мочлі та Джон Преспер Еккерт.

ENIAC – самий грандіозний і потужний ламповий комп’ютер тієї епохи. Комп’ютер важить більше 30 т, площа – 300 кв. м, довжина 30 м. Споживана потужність – 176 кВт. Може виконувати майже 18 000 оп/с. Швидкодія – додавання за 200 мкс, множення за 2 800 мкс, ділення за 24 000 мкс. 17 468 електронних ламп 16 типів, 7 200 діодів, 4 100 магнітних елементів.

В 1946 р. вони завершили роботу над комп’ютером «EDVAC». Комп’ютер використовував двійкову систему числення, мав у своєму розпорядженні вбудовані операції додавання, віднімання та множення, а також програмну реалізацію ділення; обсяг пам’яті становила тисячу 44-розрядних слів (пізніше доповнений до 1 024 слів, що в сучасній термінології дає 5,5 Кбайт).

В 1948 р. Дж. Мочлі та Дж. Еккерт (рис. 12) заснували компанію «Eckert-Mauchly Computer Corporation», яка виробляла комп’ютери, і через рік представили обчислювальну машину «BINAC», яка для уведення інформації замість перфокарт уперше використовувала магнітну стрічку.

Рис. 12. Джон Мочлі, Джон Преспер Еккерт

В 1949 р. у Філадельфії під керівництвом Джон Мочлі створений «Короткий код» – один з перших примітивних інтерпретаторів мови програмування. У період з 1946 по 1951 рр. Джон Мочлі та Джон Еккерт працювали над комп’ютером «UNIVAC I», що став першим комерційно доступним комп’ютером. У цей час у Джона Мочлі виникла ідея навчити комп’ютер сприймати алгебраїчні рівняння в їхньому традиційному вигляді. Однак повною мірою реалізувати її не вдалося, тому що знаки математичних дій як і раніше доводилося заміняти на їхні чисельні коди.

Результати діяльності Мочлі та Еккерта вплинули на появу в 1953 р. першого електронного комп’ютера «IBM».

Джон фон Нейман

Джон фон Нейман народився в Будапешті 28 грудня 1903 р. В 1926 р., у віці 22 років, він одержав докторський ступінь по математиці в університеті Будапешту. В 30-х рр. XX ст. фон Нейман був визнаний одним із провідних математиків світу.

Рис. 13. Джон фон Нейман

Вирішальний момент у кар’єрі Джон фон Неймана (рис. 13) відбувся, коли він почав працювати над створенням першої атомної бомби в Лос-Аламосі на початку 40-х рр. В результаті цієї роботи він зрозумів важливість комп’ютерів.

У червні 1945 р. Джон фон Нейман написав звіт під назвою «Попередня доповідь про машину EDVAC». У ньому він описав не тільки саму машину, але і її логічну організацію.

Фон Нейман стверджував, щоб комп’ютер був ефективним і універсальним інструментом, він повинен включати такі структури: арифметико-логічний пристрій, який виконує арифметичні та логічні операції; пристрій керування, який організовує процес виконання програм; запам’ятовуючий пристрій або пам’ять для зберігання програм і даних; пристрій введення/виведення інформації.

Принципи Джона фон Неймана:
1. Принцип двійкового кодування.
2. Принцип програмного керування роботою електронно-обчислювальної машини. Програми складаються з набору команд, які виконуються процесором автоматично один за одним у певній послідовності.
3. Принцип однорідності пам’яті або принцип збереженої програми. Програми і дані зберігаються в одній і тій же пам’яті. Тому ЕОМ не розрізняє, що зберігається в даній комірці пам’яті – числа, текст або команда. Над командами можна виконувати такі ж дії, як і над даними. Це дозволяє створювати програми, здатні в процесі обчислень змінювати самих себе.
4. Принцип адресності. Структурно основна пам’ять складається з пронумерованих комірок. Процесору в довільний момент часу доступна будь-яка комірка.
5. Принцип ієрархічності запам’ятовуючих пристроїв. Найбільш часто використані дані зберігаються в найшвидшому пристрої порівняно малої ємності, а рідше використовуються – в самому повільному пристрої з набагато більшою ємністю.
6. Принцип паралельної організації обчислювального процесу: операції над словами здійснюються одночасно в усіх розрядах слова.

Принципи, сформульовані Джоном фон Нейманом, стали загальноприйнятими і були покладені в основу як великих ЕОМ перших поколінь, так і більш пізніх міні- та мікроЕОМ. Вони отримали назву фон-нейманівських принципів. Ці принципи були вперше реалізовані в ЕОМ «ЕDSAC».

Заслуга Джона фон Неймана полягає в тому, що він:
– узагальнивши накопичений досвід побудови цифрових обчислювальних машин, зумів перейти від технічного опису машин до їх узагальненої логічної структури;
– зробив важливий крок від теоретично важливих основ (машина Тьюрінга) до практики побудови реальних ЕОМ.

Сергій Лебедєв

Сергій Лебедєв народився 2 листопада 1902 р. в Нижньому Новгороді. В 1921 р. Сергій Лебедєв поступив у Московське вище технічне училище ім. Н. Баумана на електротехнічний факультет. В 1936 р. стає керівником відділу автоматики. В 1936-1937 рр. С.О.Лебедєв (рис. 14) замислюється над принципами створення цифрових обчислювальних машин, в основі яких лежала б двійкова система числення. В 1947 р. стає директором Інституту електротехніки АН УРСР.

Рис. 14. Сергій Олексійович Лебедєв

В 1949 р. в м. Києві здійснено загальне компонування макета «МЕОМ» під керівництвом С.О.Лебедєва, в 1951 р. був продемонстрований діючий макет «МЕОМ» та введений в експлуатацію.

В 1950 р., коли основні роботи з «МЕОМ» підходили до кінця, С.О.Лебедєв в Інституті точної механіки та обчислювальної техніки (ІТМ та ОТ, м. Москва) створює спеціальну лабораторію для розробки «ВЕОМ-1» (швидкодіюча електронна рахункова машина), у якій одержали подальший розвиток ідеї С.О.Лебедєва із структурної реалізації методів обробки інформації. У «ВЕОМ-1» був уперше застосований постійний запам’ятовуючий пристрій на змінних перфокартах, що дозволило вирішувати задачі в міру готовності того або іншого запам’ятовуючого пристрою. Тому її реальне використання почалося вже з 1952 р. з ОЗП на електроакустичних ртутних трубках. У структурі «ВЕОМ-1» уже тоді були реалізовані основні принципи, характерні для сучасних машин.

Після «ВЕОМ-1» під керівництвом С.О.Лебедєва були створені та впроваджені у виробництво ще дві лампові машини – «ВЕОМ-2» і «М-20». Загалом під його керівництвом були створені 15 типів ЕОМ.

Суперкомп’ютер «Ельбрус» – це остання машина, принципові положення якої були розроблені академіком С.О.Лебедєвим і його учнями. Він був противником копіювання американської системи IBM/360, яке почалось на початку 70-х рр., але не зміг перешкодити цьому процесу.

Моріс Уілкс

Моріс Вінсент Уілкс народився 26 липня 1913 р. в Дадлі (Великобританія). В 1936 р. він одержав звання доктора філософії за роботу, присвячену поширенню дуже довгих радіохвиль в іоносфері.

В 1945 р. він стає директором Математичної лабораторії (пізніше Комп’ютерної лабораторії), у якій М. Уілкс і проробив до 1980 р.

Рис. 15. Моріс Уілкс

В 1946 р. Морісом Уілксом (рис. 15) був складений проект створення комп’ютера зі збереженою програмою «EDSAC» (Electronic Delay Storage Automatic Calculator – електронний автоматичний калькулятор з пам’яттю на лініях затримки), який запрацював 9 травня 1949 р.

Моріс Уілкс назвав мнемонічну схему для «EDSAC» і бібліотеку підпрограм системою, яка збирає (по-англійському assembly system – звідси слово «асемблер»), оскільки вона збирала послідовності підпрограм.

На початку 50-х рр. група розробників, очолена М.Уілксом, приступила до створення другої версії комп’ютера «EDSAC» – «EDSAC-II», що був уведений в експлуатацію в 1958 р. При конструюванні машини «EDSAC-II» були вперше втілені ідеї М.Уілкса щодо побудови систем керування – ідеї мікропрограмування. Свої ідеї щодо мікропрограмування М.Уілкс виклав у доповіді «Найкращий метод конструювання автоматичної обчислювальної машини» в липні 1951 р. Запропонований ним метод (1955 р.) став основою техніки мікропрограмування, який став популярним двома десятиліттями пізніше, на початку 70-х рр. В 1951 р. М. Уілкс разом із Д. Уіллером і Ст. Гіллом написав перший підручник з програмування.

З 1965 р. Моріс Уілкс разом із Чарльзом Лангом брав участь у створенні системи автоматизованого проектування на основі мінікомп’ютерів «PDP-7» компанії «DEC». Ця система вдосконалювалася протягом 15 років.

В 1974 р. Моріс Уілкс створив корпоративну мережу Кембриджського університету, так зване «кільце Кембриджу», з використанням порівняно недорогих робочих станцій.

Сеймур Крей

Сеймур Крей (рис. 16) – людина, яка вважається батьком суперкомп’ютерів. Сеймур Крей в якості одного із засновників фірми «Control Data», а потім і своєї власної, сконструював серію комп’ютерів вищого класу, у тому числі «CDC 1604», «CDC 6600», «CDC 7600», «Cray-1» і «Cray-2», кожна з яких у свій час могла претендувати на те, щоб називатися самим потужним комп’ютером у світі.

Рис. 16. Сеймур Крей

Сеймур Роджер Крей народився в штаті Вісконсин (США) 28 вересня 1925 р. У школі захоплювався хімією та радіотехнікою. В 1951 р. одержує ступінь магістра.

В Engineering Research Associates і в компаніях-спадкоємцях – «Remington Rand» і «Sperry Rand» – Сеймур Крей проробив з 1950 по 1957 рр. У ці ж роки він створив свій перший дослідницький комп’ютер «ERA 1101», а також більшою мірою був автором проекту комп’ютера «UNIVAC 1103».

Під керівництвом Сеймура Крея в 1958 р. створено перший транзисторний суперкомп’ютер «CDC 1604», який почав випускатись в 1960 р.

В 1964 р. компанія «Control Data» (співзасновником якої був С.Крей) оголосила про модель «CDC-6600», самий потужний комп’ютер того часу, що й зробило «CDC» лідером індустрії.

В 1972 р. була заснована фірма «Cray Research», а у березні 1976 р. випустила свій унікальний суперкомп’ютер «Cray-1» – перший векторно-конвеєрний суперкомп’ютер, який мав величезний комерційний успіх (продуктивність – 130 MFLOPS).

В 1978 р. «Cray Research» повідомляє про рішення створити модель «Cray-2», яка повинна бути більш ніж в 400 разів продуктивнішою моделі «Cray-1». Перший зразок «Cray-2» був установлений навесні 1985 р. у Ліверморській національній лабораторії (Каліфорнія). До кінця 1984 р. фірма «Cray Research» займала 70 % ринку суперкомп’ютерів.

Стів Джобс

Стів Джобс народився 24 лютого 1955 р. в Сан-Франциско США. Наприкінці 1974 р. він влаштувався на роботу в компанію «Atary», яка розробляла перші комп’ютерні відеоігри.

В 1976 р. Стів Джобс і Стів Возняк (рис. 17) засновують фірму «Apple Computer». Незабаром після створення фірми вони створили комп’ютер «Apple I» (він не мав ні корпуса, ні клавіатури). А у квітні 1977 р. з’явився персональний комп’ютер «Apple II». Для нової моделі Джобс замовив витончений пластиковий корпус із вбудованою в нього клавіатурою. Це була, безсумнівно, вдала ідея, завдяки якій «Apple II» привернув увагу широкого кола покупців. Його по праву назвали першим персональним комп’ютером у теперішньому розумінні.

Рис. 17. Стів Джобс і Стів Возняк – тримають у руках плату мікрокомп’ютера «Apple II»

Дві події в історії «Apple» займають особливе місце: 1) використання дисководу як зовнішню пам’ять, а не магнітофона, як у більшості комп’ютерів того часу; 2) пов’язана із програмою «Visi Calk», створеною в жовтні 1979 р. винятково для «Apple».

У січні 1984 р. «Apple» (керівник розробок – Стів Джобс) випускає ПК «Macintosh» з 32-розрядним мікропроцесором Motorola 68000. Комп’ютер мав продуктивність, яка переважала всі персональні комп’ютери того часу. «Macintosh» був першим персональним комп’ютером із графічним інтерфейсом, мишею, технологією plug-and-play і простотою використання – усім, що зараз є стандартом для інших платформ. Комбінація графічної технології «Macintosh» і нової програми – Aldus Page Maker – призвела до створення нової індустрії – настільне видавництво.

У листопаді 1986 р. Стів Джобс заснував нову фірму «NeXT».

В 1988 р. відбувся дебют комп’ютера «NeXT» з 32-розрядним мікропроцесором Motorola 68030, що працював разом зі співпроцесором 68882, а також зі звуковим процесором 56000L. До «NeXT» можна було підключати три додаткові процесорні плати, кожна з яких мала 8 Мбайт пам’яті, і якщо кожний процесор мав продуктивність – 5 MIPS, то сумарна продуктивність із підключенням додаткових плат становила 20 MIPS.

Сенсацією став спосіб організації виведення даних на екран дисплея: фірма «NeXT» створила екранну версію мови PostScript, яка поєднувала переваги текстового та графічного режимів. Для організації спілкування з користувачем у ПК «NeXT» була застосована нова операційна система «віконного» типу – NextStep (на початку 90-х рр. з’явилася версія NextStep 3.0, що відкрила потужні можливості технології мультимедіа).

Рис. 18. Стів Джобс презентує iPhone фірми «Apple»

В 1996 р. Стів Джобс (рис. 18) продав фірму «NeXT» компанії «Apple Computer», та на початку 1997 р. повернувся в «Apple» у якості тимчасового, а потім і генерального директора.