Компьютер техникасының экспоненциалды дамуы

Егер есептеуіш қ ұ рылғ ылардың 1900 жылдан бастап даму тарихына кө з жү гіртетін болсақ, машиналардың жұ мыс ө німділігі ә рбір 18-24 айда екі есеге ө сіп отырғ анын байқ аймыз. Бұ л ерекшелікті алғ аш рет 1965 жылы «Intel» компаниясының басшыларының бірі Гордон Е. Мур сипаттағ ан болатын. Компьютерлер кө леміні кішірею процессі де осындай жылдамдық пен жү ріп келеді. Алғ ашқ ы электрондық есептеуіш машиналар кө птеген тонна салмағ ы бар, бірнеше бө лмеде орналасқ ан ү лкен қ ұ рылғ ылар болатын. Олардың қ ымбат екені сонша, оларды тек ү кіметтер мен ү лкен зерттеу ұ йымдары ғ ана пайдалана алатын еді. Олармен салыстырғ анда, қ азіргі заманғ ы компьютерлер біршама қ уатты, кішкентай жә не арзан болып табылады. Компью́ тер (ағ ылшынша: computer — «есептегіш»), ЭЕМ (электрондық есептеуіш машина) — есептеулерді жү ргізуге, жә не ақ паратты алдын ала белгіленген алгоритм бойынша қ абылдау, қ айта ө ң деу, сақ тау жә не нә тиже шығ ару ү шін арналғ ан машина. Компьютер дә уірінің бастапқ ы кезең дерінде компьютердің негізгі қ ызметі — есептеу деп саналатын. Қ азіргі кезде олардың негізгі қ ызметі — басқ ару болып табылады.

Негізгі принциптері: Ө зінің алдына қ ойылғ ан тапсырманы орындау ү шін компьютер механикалық бө ліктердің орын ауыстырылуын, электрондардың, фотондардың, кванттық бө лшектердің ағ ынын немесе басқ а да жақ сы зерттелген физикалық қ ұ былыс ә серлерін қ олданады. Кө бімізге компьютерлердің ең кө п таралғ ан тү рі — дербес компьютер жақ сы таныс.

Компьютер архитектурасы алғ а қ ойылғ ан мә селені, зерттеліп отырғ ан физикалық қ ұ былысты максималды айқ ын кө рсетіп, модельдеуге мү мкіндік береді. Мысалы, электрондық ағ ындар бө геттер салу кезіндегі су ағ ынының ү лгісі ретінде қ олданылуы мү мкін. Осылай қ ұ растырылғ ан аналогтық компьютерлер ХХ ғ асырдың 60-жылдары кө п болғ анымен, қ азір сирек кездеседі.

Қ азіргі заманғ ы компьютерлердің басым бө лігінде алғ а қ ойылғ ан мә селе ә уелі математикалық терминдерде сипатталады, бұ л кезде барлық қ ажетті ақ парат екілік жү йеде (бір жә не ноль ретінде) кө рсетіледі, содан кейін оны ө ң деу ү шін қ арапайым логика алгебрасы қ олданылады. Іс жү зінде барлық математикалық есептерді бульдік операциялар жиынына айналдыруғ а болатындық тан, жылдам жұ мыс жасайтын электронды компьютерді математикалық есептердің, сонымен қ атар, ақ паратты басқ ару есептерінің кө пшілігін шешу ү шін қ олдануғ а болады.

Бірақ, компьютерлер кез-келген математикалық есепті шеше алмайды. Компьютер шеше алмайтын есептерді ағ ылшын математигі Алан Тьюринг сипаттағ ан болатын.

Орындалғ ан есеп нә тижесі пайдаланушығ а ә р тү рлі енгізу-шығ ару қ ұ рылғ ыларының кө мегімен кө рсетіледі, мысалы, лампалық индикаторлар, мониторлар, принтерлер жә не т.б.

Компьютер — жай ғ ана машина, ол ө зі кө рсетіп тұ рғ ан сө здерді «тү сінбейді» жә не ө з бетінше «ойламайды». Компьютер тек қ ана бағ дарламада кө рсетілген сызық тар мен тү стерді енгізу-шығ ару қ ұ рылғ ыларының кө мегімен механикалық тү рде кө рсетеді. Адам миы экрандағ ы кө ріністі қ абылдап, оғ ан белгілі бір мә н береді.б.э.д. 3000 жыл — Ежелгі Вавилонда алғ ашқ ы есептегіштер — абак пайда болды. б.э.д. 500 жыл — Қ ытайда абактың «жаң а» нұ сқ асы пайда болды. 1492 жыл — Леонардо да Винчи ө зінің бір кү нделігінде он тісті сақ иналары бар 13-разрядты есептегіш қ ұ рылғ ының сызбасын кө рсеткен. Бұ л сызбалар негізінде жұ мыс жасайтын қ ұ рылғ ы ХХ ғ асырда ғ ана жасалғ анымен Леонардо да Винчи жобасының дұ рыстығ ы расталды. 1623 жыл — Вильгельм Шиккард, Тюбинген университетінің профессорі, тісті сақ иналар неізінде алты разрядты ондық сандарды қ осып жә не азайта алатын қ ұ рылғ ы жасап шығ арды. 1960 жылы профессордың сызбасы бойынша қ айта жасалып, дұ рыс жұ мыс жасайтындығ ын кө рсетті. 1630 жыл — Ричард Деламейн шең берлік логарифмдік сызғ ыш жасады. 1642 жыл — Блез Паскаль «Паскалин» — алғ ашқ ы нақ ты жү зеге асырылғ ан жә не кең танылғ ан цифрлық есептеуіш қ ұ рылғ ыны ұ сынды. Қ ұ рылғ ы прототипі бес разрядты ондық сандарды қ осып жә не азайта алатын еді. Паскаль бұ ндай есептегіштердің оннан астамын жасады, соң ғ ы ү лгілері сегіз разрядты сандармен де жұ мыс жасай алатын еді. 1673 жыл — кө рнекті неміс философы жә не математигі Готфрид Вильгельм Лейбниц механикалық калькулятор жасады, ол екілік санау жү йесінің кө мегімен кө бейту, бө лу, қ осу жә не азайтуды орындай алатын еді. Осы кездер шамасында Исаак Ньютон математикалық анализ негіздерін қ алады. 1723 жыл — неміс математигі жә не астрономы Христиан Людвиг Герстен, Лейбниц жұ мыстарының негізінде арифметикалық машина жасады. Машина сандарды кө бейту кезінде бү тін бө лігін жә не тізбектелген қ осу амалдарының санын есептей алатын еді. Сонымен қ атар бұ л машина енгізілген мә ліметтерді енгізудің дұ рыстығ ын тексере алатын еді. 1786 жыл — неміс ә скери инженері Иоганн Мюллер «айырмалық машина» идеясын ұ сынды — бұ л машина айырмалық ә діспен есептелетін логарифмдерді табуляциялай алатын еді. Лейбництің тісті доң ғ алақ тары негізінде жасалғ ан бұ л машина біршама кішкентай (биіктігі 13 см, диаметрі 30 см) болғ анымен, 14-разрядты сандармен негізгі тө рт арифметикалық амалды орындай алатын еді. 1801 жыл — Жозеф Мария Жаккард бағ дарлама арқ ылы басқ арылатын тігін станогын қ ұ рды, оның жұ мысы перфокарталар жиыны кө мегімен кө рсетілетін еді. 1820 жыл — француз Тома де Кальмар арифмометрлерді алғ аш рет ө ндірістік жағ дайда шығ арды. 1822 жыл — ағ ылшын математигі Чарльз Бэббидж айырмалық машинаны (математикалық кестелерді автоматты тү рде қ ұ руғ а арналғ ан арифмометр) ойлап тапты, бірақ іс жү зінде жасап кө рсете алмады. 1855 жыл — Стокгольм қ аласында ағ айынды Георг жә не Эдвард Шутц Чарльз Бэббидж жұ мыстарының негізінде алғ ашқ ы айырмалық машина жасады. 1876 жыл — орыс математигі П.Л.Чебышев ондық тарды ү зіліссіз тасымалдайтын қ осқ ыш аппарат қ ұ рды. Бұ л ғ алым 1881 жылы осы машинағ а кө бейту жә не бө луге арнап қ осымша бө ліктер жасады. 1884—1887 жж — Герман Холлерит электрлік табуляциялық жү йе (Холлерит табуляторын) жасап шығ арды, бұ л жү йе 1890 жә не 1900 жылдары АҚ Ш-тағ ы, 1897 жылы Ресейдегі халық санағ ында қ олданылды. 1912 жыл — орыс ғ алымы А.Н.Крылов жобасы бойынша қ арапайым дифференциалдық тең деулерді интеграциялауғ а арналғ ан машина жасалды. 1927 жыл — Массачусетс технологиялық университетінде аналогтық компьютер жасап шығ арылды. 1938 жыл — неміс инженері Конрад Цузе ө зінің алғ ашқ ы есептеуіш машинасын жасап, оғ ан Z1 деген ат берді (Оның соавторы ретінде Гельмут Шрейердің есімі де аталады). Бұ л толық тай механикалық, бағ дарламаланатын цифрлық машина еді. Бұ л ү лгі іс жү зінде қ олданылмады. Оның қ алпына келтірілген нұ сқ асы Берлиндегі неміс техникалық мұ ражайында сақ талғ ан. Осы жылы Цузе Z2 машинасын жасауғ а кірісіп кетті. 1941 жыл — Конрад Цузе Z3 машинасын жасады. Бұ л машина қ азіргі заманғ ы компьютердің барлық қ асиеттерін ие болатын. 1942 жыл — Айова штатының университетінде Джон Атанасов жә не оның аспиранты Клиффорд Берри АҚ Ш-тағ ы алғ ашқ ы электрондық цифрлық компьютерді жасап бастады. Бұ л машина толық тай аяқ талмағ анымен (Атанасов ә скерге кетті), тарихшылардың айтуына қ арағ анда, американ ғ алымы Джон Мочлидің екі жылдан кейін Эниак ЭЕМ-ін жасап шығ аруыны кө п ә серін тигізді. 1943 жылдың басында алғ ашқ ы американдық есептеуіш машина — Марк I жасалды. Бұ л машина АҚ Ш ә скери-ә уе кү штерінің кү рделі баллистикалық есептерін шығ аруғ а арналғ ан еді. 1943 жылдың соң ында арнайы мақ саттарда қ олданылатын ағ ылшын есептеуіш машинасы — Колосс жасалды. Машина фашисттік Германияның қ ұ пия кодтарын шешумен айналысты. 1944 жылы Конрад Цузе Z4 компьютерін жасап шығ арды. 1946 жылы алғ ашқ ы ә мбебап электронды цифрлық есептеуіш машина — Эниак жасап шығ арылды. Кең ес Одағ ында алғ ашқ ы электрондық есептеуіш машинасы Киевте Сергей Алексеевич Лебедевтің басшылығ ымен 1950 жылы жасалды