Развитие вычислительной техники (техники вычислений), следуя общепринятой классификации, можно разделить на следующие этапы:

1. Ручной - с 50-го тысячелетия до н.э.

2. Механический - с средины 17-го века

3. Электромеханический - с 90-х года 19-го века

4. Электронный - с 40-х годов 20-го века.

При этом, хорошо зарекомендовавшие себя средства всех четырех этапов развития ВТ используются и в настоящее время.

Ручной период развития ВТ базируется на использовании для вычислений различных частей тела человека, в первую очередь пальцев, и для фиксации результатов счета различные предметы, например, счетные палочки, узелки, нанесение насечек.

·         Пальцевой счет в десятичной или двенадцатиричной системе счисления (четыре пальца руки, в каждой по три фаланги - всего двенадцать).

·         Узелковый счет у народов доколумбовой Америки.

·         Счет с помощью группировки и перекладывания предметов (предшествовал появлению счет).

·         Счет на счетах (Абак - первый развитый счетный прибор). Появились в 15 веке. Последняя попытка усовершенствовать счеты путем объединения их с таблицей умножения относится к 1921 году.

·         Открытие логарифмов и логарифмических таблиц Дж. Непером в начале 17 века и внедрение счетных палочек и счетной доски Дж. Непера.

Механический этап:

·         Создание вычислительных устройств и приборов, использующих механический принцип вычислений. 1623 г. - первая машина Шиккарда для выполнения арифметический операций над 6-разрядными числами. Она состояла из независимых устройств: суммирующего, множительного и записи чисел.

·         Построенная в 1642 г. Блез Паскалем, машина механически выполняющая арифметические операции над 10-разрядными числами.

·         Г.В. Лейбниц сконструировал первый арифмометр в 1673 г. Арифмометры получили широкое распространение, неоднократно модифицировались. К ним можно отнести: арифмометр Томаса (томас-машина), машину Болле, арифмометры Орднера и т.д. В связи с появление арифмометром появилась профессия - счетчик, т.е. человек считающий на арифмометре. В 1969 г. выпуск арифмометров в СССР достиг максимума (300 тыс.шт.). Полностью их смогли вытеснить только в 70-х годах 20-го века калькуляторы, элементной базой которых стали интегральные схемы.

·         Попытка в первой половине 19 в. Чарльзом Бэббиджем построить универсальную вычислительную машину (аналитическую). Эта машина должна была использовать программы на п/картах. Беббидж разработал основные идеи построения аналитической машины, предназначенной для решения любого алгоритма, с использованием программного принципа управления. Это должна была быть чисто механическая машина, аналогичная ткацкому станку Жаккарда. Однако развитие техники того времени не позволило осуществить данный проект.

Электромеханический этап:

·         Первый счетно-аналитический комплекс был создан в США в 1887 г. с использованием идей Беббиджа и Джоккарда, Г. Холлеритом (табулятор Холлерита). Он использовался для переписи населения в России (1897 г.), США (1890 г.) и Канаде (1897 г.), для обработки отчетности на железных дорогах США, в крупных торговых фирмах.

·         В 1941 г. Конрад Цузе построил аналогичную машину, с программным управлением и запоминающим устройством.

·         В 1944 г. Айкен на предприятии фирмы IBM, с помощью работ Бэббиджа, построил аналитическую машину "МАРК-1" на электромеханическом реле. Скорость вычислений этой машины была в 100-крат быстрее арифмометра с электроприводом. Было создано несколько модификаций этой машины.

·         В СССР в 1957 г. была построена релейная вычислительная машина (РВМ-1). Это был последний, крупный проект релейной ВТ. В этот период создаются машинно-счетные станции, которые являлись предприятиями механизированного счета.

Электронный этап:

·         С 1943- 45 г. группа под руководством Мочли и Эккерта в США создает первую ЭВМ ENIAC на основе ЭКЕКТРОННЫХ ЛАМП. Это была универсальная машина для решения разного рода задач. Эта ЭВМ превосходила производительностью машину МАРК-1 в 1000 раз и была больше неё в 2 раза (вес- 30 т.). ENIAC содержала 18000 электронных ламп, 150 реле, 70000 резисторов, 10000 конденсаторов, потребляя мощность в 140 кВт. Но у нее не было памяти и для задания программы надо было соединить определенным образом провода.

·         В 1945 г. Джон фон Нейман разработал общие принципы построения цифровой вычислительной машины, которые до сих пор используются в современных ПК.

·         Согласно этим принципам Джона фон Неймана, компьютер должен иметь:

·         арифметическо - логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;

·         устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;

·         запоминающее устройство, или память для хранения программ и данных;

·         внешнее устройство для ввода-вывода информации

·         и работать по схеме:

Поколения ЭВМ и их классификация

Современные тенденции развития архитектуры ЭВМ

По прогнозам аналитиков, к 2012 году число транзисторов в микропроцессоре достигнет 1 млрд., тактовая частота возрастет до 10 ГГц, а производительность достигнет 100 млрд.оп/с.

1. Повышение тактовой частоты. Тактовая частота - частота появления тактовых импульсов. Тактовая частота:

- определяется временем между активными переходами сигнала с одного значения на другое;

- измеряется в герцах, определяющих число активных переходов в секунду. Тактовая частота процессора определяет скорость работы и "отклика" устройства. Соответственно, чем частота выше, тем быстрее будет работать ваше устройство.

2. Увеличение объема и пропускной способности подсистемы памяти. Возможные решения по увеличению пропускной способности подсистемы памяти включают создание кэш-памяти одного или нескольких уровней, а также увеличение пропускной способности интерфейсов между процессором и кэш-памятью и конфликтующей с этим увеличением пропускной способности между процессором и основной памятью.

3. Увеличение количества параллельно работающих исполнительных устройств.