История развития компьютеров – от первых ЭВМ до современных ПК. Назад в историю: каким был самый первый компьютер в мире
Когда появились первые компьютеры? Дать ответ на этот вопрос не так просто, поскольку нет одной единственно правильной классификации электронно-вычислительных машин, а также формулировок, что можно к ним относить, а что - нет.
Первое упоминание
Само слово "компьютер" было впервые документировано в 1613 году и означало человека, который выполняет расчеты. Но в XIX веке люди поняли, что машина никогда не устает работать, и она может выполнять работу гораздо быстрее и точнее.
Чтобы начать отсчет эры вычислительных машин, чаще всего берут 1822 год. Первый компьютер изобрел английский математик Чарльз Бэббидж. Он создал концепцию и приступил к изготовлению разностной машины, которая считается первым автоматическим устройством для вычислений. Она была способна подсчитывать несколько наборов чисел и делать распечатку результатов. Но, к сожалению, из-за проблем с финансированием Бэббидж так и не смог завершить ее полноценную версию.
Но математик не сдавался, и в 1837 году он представил первый механический компьютер, названный аналитической машиной. Это был самый первый компьютер общего назначения. В это же время началось его сотрудничество с Адой Лавлейс. Она переводила и дополняла его труды, а также сделала первые программы для его изобретения.
Аналитическая машина состояла из таких частей: арифметико-логического устройство, блок интегрированной памяти и устройство для контроля движения данных. Из-за денежных трудностей она также не был завершена при жизни ученого. Но схемы и разработки Бэббиджа помогли другим ученым, которые создавали первые компьютеры.
Спустя почти 100 лет
Как ни странно, за целый век вычислительные машины почти не продвинулись в своем развитии. В 1936-1938 годах немецкий ученый Конрад Цузе создал Z1 - это первый электромеханический программируемый двоичный компьютер. Тогда же, в 1936 году, Алан Тьюринг построил машину Тьюринга.
Она стала основой для дальнейших теорий о компьютерах. Машина эмулировала действия человека, следующего списку логических указаний, и печатала результат работы на бумажной ленте. Аппараты Цузе и Тьюринга — это первые компьютеры в современном понимании, без которых не появились бы компьютеры, к которым мы привыкли сегодня.
Все для фронта
Вторая мировая война повлияла и на развитие ЭВМ. В декабре 1943 году компания Tommy Flowers представила засекреченную машину под названием «Коллос», которая помогала британским агентам взламывать шифры немецких сообщений. Это был первый полностью электрический программируемый компьютер. О его существовании широкая общественность узнала лишь в 70-х годах. С тех пор ЭВМ привлекли внимание не только ученых, но и министерств обороны, которые активно поддерживали и финансировали их разработку.
Насчет того, какой цифровой компьютер считать первым, идут споры. В 1937-1942 годах профессор Айовского университета Джон Винсент Атанасов и Клифф Берри (аспирант) разрабатывали свой компьютер ABC. А в 1943-1946 Дж. Преспер Эккерт и Д. Мокли, ученые Пенсильванского университета, построили мощнейший ENIAC весом в 50 тонн. Таким образом, Атанасов и Берри создали свою машину раньше, но поскольку она так никогда и не была полностью функционирующей, то часто звание «самый первый компьютер» достается ENIAC.
Первые коммерческие образцы
С огромными габаритами и сложностью конструкции компьютеры были доступны только военным ведомствам и крупным университетам, которые собирали их самостоятельно. Но уже в 1942 г. К. Цузе начал работу над четвертой версией своего детища - Z4, и в июле 1950 года продал его шведскому математику Эдуарду Стиефелю.
А первые компьютеры, которые начали выпускаться массово, это модели с лаконичным названием 701, произведенные IBM 7 апреля 1953 года. Всего их было продано 19701 штук. Конечно же, это все еще были машины, предназначенные только для крупных учреждений. Для того чтобы стать действительно массовыми, им нужно было еще несколько важных совершенствований.
Так, в 1955 году 8 марта заработал «Вихрь» — компьютер, который был изначально задуман во времена Второй мировой войны в качестве тренажера для пилотов, но к моменту своего создания подоспевший к началу Холодной войны. Тогда он стал основой для разработки SAGE - подсистемы противовоздушной обороны, разработанной для автоматического наведения на цель самолетов-перехватчиков. Ключевыми особенностями «Вихря» стали наличие оперативной памяти объемом 512 байт и вывод графической информации на экран в режиме реального времени.
Технику в массы
Компьютер TX-O, представленный в 1956 году в Массачусетском технологическом институте, был первым, в котором использовались транзисторы. Это позволило сильно уменьшить стоимость и габариты техники.
Затем команда ученых, которые занимались разработкой TX-O, покинула институт, основала компанию Digital Equipment Corporation и в 1960 году представила компьютер PDP-1, начавший эру миникомпьютеров. Их размер был не больше одной комнаты или даже шкафа, и они были предназначены для более широкого круга клиентов.
Ну а первые компьютеры-десктопы стала выпускать компания Hewlett Packard в 1968 году.
Современные школьники и студенты не представляют своей жизни без компьютерной техники: электронные помощники мгновенно отыщут нужную информацию для реферата или курсовой работы, помогут отдохнуть и развлечься за новой игрой, мгновенно свяжут с друзьями из любой точки планеты.
Но всего лишь 15-20 лет назад компьютеры использовались в основном профессионалами для выполнения различных расчётов, а вычислительные машины полувековой давности занимали целые огромные залы. Знаете ли вы, кто изобрёл первый компьютер, и в каком году это произошло? Ответить на этот вопрос не так просто, как кажется на первый взгляд.
Компьютеры XVII века
Слово «компьютер» отнюдь не является изобретением нынешней эпохи. Первые «компьютеры» появились в начале XVII века – правда, в те времена так называли отнюдь не вычислительные машины. В Англии этим словом обозначали людей, которые хорошо умели считать и за определённую плату выполняли сложные подсчёты для всех желающих. Ведь в точном переводе с английского языка «to compute» означает «подсчитывать» , а «computer» , соответственно – «расчётчик» .
Но уже тогда многих людей, хорошо знавших математику, увлекала мечта создать специальное устройство, которое могло бы выполнять различные подсчёты, экономя время конструкторам, бухгалтерам и другим специалистам, в чьи обязанности входила работа с цифрами. Первой попыткой такого рода, сохранившейся в истории, стала «Паскалина» — механическое устройство, изобретённое известным физиком и математиком из Франции Блезом Паскалем.
Учёный создал более десятка счётных машин, причём последние модели справлялись с 8-разрядными числами, что для того времени было более чем достаточно.
Бэббидж и его вычислитель
Чаще всего, говоря о первом компьютере, вспоминают вычислительную машину англичанина Чарльза Бэббиджа. Он разработал и опубликовал концепцию своего вычислителя в далёком 1822 году, причём его машина могла не просто совершать примитивные арифметические операции, но самостоятельно выполняла целые блоки последовательных вычислений, т.е. была программируемой.
В 1837 году Бэббидж изготовил первую машину для вычислений по упрощённой схеме: она выполняла несколько последовательных операций и печатала полученные результаты на листе бумаги, что само по себе в те времена было невероятной диковиной.
Добившись первых успехов, Бэббидж приступил к изготовлению полноценной вычислительной машины. Согласно его проекту, она состояла из логико-арифметического счётного устройства, блока для запоминания промежуточных результатов и контрольного устройства. Что самое удивительное, все эти блоки должны были функционировать исключительно на механической основе, ведь электрических, а тем более, электронных элементов тогда ещё не существовало.
К сожалению, Бэббиджу не хватило средств, чтобы закончить свой вычислитель, а вскоре учёный заболел и скончался, оставив труд незавершённым. Однако сделанные им теоретические разработки помогли последующим поколениям учёных создать настоящий компьютер.
Тьюринг и Цузе – кому принадлежит пальма первенства?
В ХХ веке задача создания вычислительной машины стала более чем актуальной: идущая полным ходом во всём мире индустриализация требовала выполнения множества сложнейших расчётов в самых разных сферах экономики. В Британии к 1936 году была создана вычислительная машина, которая стала прообразом для всех последующих поколений компьютеров. Её создателем стал математик Алан Тьюринг, который одновременно заложил основы информатики и программирования, став родоначальником целого древа компьютерных наук. Вычислитель Тьюринга получил название ACE (Automatic Computing Engine).
Практически одновременно, в 1936-38 году, сходное по конструкции и по заложенным в нём принципам устройство создал и немецкий изобретатель Конрад Цузе. Его вычислительная машина, использовавшая двоичное кодирование, называлась Z3, а несколькими годами ранее были собраны несколько более простые Z1 и Z2. Как и машина Тьюринга, аппарат Цузе был электромеханическим по принципу действия. И та, и другая машина впоследствии активнейшим образом использовались для армейских расчётов: как мы помним, на Европу тогда надвигалась самая большая война в истории человечества.
Следует сказать, что Тьюринг в значительно большей степени, чем Цузе, может считаться автором первого компьютера. Он был блестящим теоретиком и разработал создания компьютеров, которые были реализованы в будущем. Его идеи по поводу хранения компьютерных программ в памяти машины, шифратора голосовой речи и другие талантливые разработки впоследствии были воплощены в современных компьютерах.
Американский ENIAC
Вычислительная машина, работающая на электронных компонентах, была создана в США в 1946 году. Она называлась ENIAC
— Electronic Numerical Integrator And Computer
, работала на электронных вакуумных лампах и весила почти 50 тонн.
Для её создания было использовано 18 000 ламп, а потребление энергии достигало 140 КВт. Создателями ENIAC стали Дж.П. Эккерт и Дж. Мочли. По своей архитектуре и функциям он стал первым компьютером в современном значении этого слова.
На сегодняшний день невозможно представить повседневную жизнь без компьютера, он выполняет множество функций необходимых для человека, такие как: нахождение информации, расчет чего-либо, создание различных видов программ и прочее.
Изначально компьютер представлял расчетно-вычислительную машину, которая так же должна была изучать и сохранять информацию, при этом давать распоряжения другим механизмам. В переводе с английского языка слово «computer» означает – вычислять, первое значение слово давало наименование человеку, который занимается сложными вычислениями.
Самый первый компьютер
Первый компьютер был создан в США Говардом Эйксном в 1941-ом году. Компания IBM назначила Говорда создать модель ЭВМ на основании замыслов Чарльза Беббиджа. 7-го августа 1944-го впервые был запущен компьютер, который получил название «Марк 1».
Состоял «Марк 1» из стекла, стали, корпус был около 7-ми метров в длину, а высота составляла 2,5 метров, вес был более 5-ти тонн. Первый компьютер имел 765 тысяч механизмов и переключателей, 800 километров провода.
Для введения информации вставлялась специальная перфорированная лента , изготовленная из бумаги.
Вот так выгладил «Марк 1»:
Второй версией самого первого компьютера в мире стал «ENIAC». Создатель данного устройства является Джон Маучли. Созданный в 1942 году компьютер, никого не заинтересовал, но в 1943 году американские военные профинансировали данный проект и дали ему название «ENIAC» . Данный вид устройства выглядел так: вес составлял 27 тонн, память 4 Килобайта, присутствовало 18000 ламп и других деталей, его площадь была 135 квадратных метром, а вокруг него располагалось большое количество проводов. Жесткий диск у данной машины отсутствовала, поэтому его регулярно перезапускали, программировали вручную, приходилось обновлять переключатели. «ENIAC» зачастую выходил из строя и перегревался.
Так выглядел «ENIAC»:
Цифровое вычислительное устройство Атанасова-Берри было спроектирован в 1939 году, на то время механизм был создан лишь для вычисления линейных уравнений . В 1942-ом впервые машина была протестирована и успешно работала. Разработчику пришлось прекратить работу из-за призыва в армию. Автор настоял на том, чтобы компьютер назвали «АВС».
Механизм работал на основе двоичной арифметики, способом решения являлся метод Гаусса. Внутренняя память хранила коэффициенты уравнений, результаты находились на перфокартах.
«АВС» имел 30 одинаковых арифметических механизмов, каждый имел ряд электровакуумных ламп, которые соединялись между собой. Каждый механизм имел три входа и два выхода. Устройство изменяло числа с помощью вращающегося барабана, сюда же были подсоединены контакты. Для обратимого действия машина делала все в обратном порядке.
Данная версия основополагающего компьютера была более близка к современным ПК. Устройство Атанасова-Берри так же могло вычислять двоичную арифметику и триггеры, различие лишь в том, что у данного механизма не было специальной программы для хранения.
Устройство Джона Атанасова и Клиффорда Берри изначально не имело популярности, мало кто знал о создании данного механизма. Именно поэтому первенство получил «ENIAC». Изучив устройство «ENIAC», Атанасов все больше убеждался в том, что многие его задумки были заимствованы данной компанией. Автор решил отстоять свои права в 1960-х годах. Решив дело судом, в 1973-ем году было установлено, что «АВС» является основополагающим «компьютером».
Первые компьютеры России
Первым компьютером в СССР считается МЭСМ (Малая электронная счетная машина). Разработчик данной ЭВМ является Сергей Алексеевич Лебедев. Работа над МЭСМ началась в конце лета 1948-го. В 1951 году машина была проверена и далее начала свою работу для улучшения различных производств.
Машина представляла собой: двоичную, с фиксированной запятой перед старшим разрядом счетную систему, память системы была из триггерных ячеек, рассчитанных на 31 число и 63 команды, мог производить 3 тысячи операций каждую минуту, всего электронных ламп было 6 тысяч, объем механизма составлял 60 квадратных метров, мощность составляла 25 КВт.
«Весна» (электронно-вычислительная машина), начала производиться с 1959-го года, создателем данной машины
считается В.С. Полин. В 1978-ом году машина была переименована в НИИ «Квант». Впервые был испытан и начал свою работу в 1951 году. Механизм имел два процессора, мог производить 300 тысяч операций ежеминутно, имел 80 тысяч транзисторов, 200 диодов.
История компьютеров
Первым поколением можно считать ЭВМ, созданные на электронных лампах (1946-1956). Основополагающим стал «Марк 1», выпущенный фирмой IBM в 1952-ом году. Некоторые первые компьютера были созданы в США для военных целей. Начальный советский механизм был изобретен в 1951-ом году, Лебедевым, под названием МЭСМ.
Второе поколение (1956-1964) пришло со временем создания транзистора в 1948-ом году. Современную организацию ЭВМ предложил и реализовал Джон Фон Нейман, после чего подобные устройства заполонили весь мир. Лишь после, чуть позже было решено изменить электрические лампы на транзисторы. Началось использование операционных систем. Также в 1959 году компания IBM выпускает свой механизм, основанный на транзисторе.
Третье поколение (1964-1970) знаменуется заменой транзисторов на интеграционные микросхемы. Близким к сегодняшнему ПК стало создание интегральной схемы Маршиана Эдварда Хоффа из компании Intel. При появлении первого микропроцессора увеличилась мощность ЭВМ , уменьшился объем механизмов, они занимали меньше пространства, создаются несколько программ на одной системе.
Четвертое поколение относится к настоящему времени. Первый компьютер Apple создан в 1976 году Стивом Возняком и Стивом Джобсом, который запрашивал ручной ввод кодировки. Первый в истории ЭВМ, который похож внешним видом на сегодняшний ПК, состоял из: клавиатуры и экрана, его объем был сравнительно мал. При вводе каких-либо данных, информация моментально выходила на экран.
ЭВМ 4-го поколения выглядят как многопроцессорные, небольшого размера серверы, которые могут выполнять 500 миллионов операций ежеминутно, программы могут работать на нескольких устройствах.
Первые игры на компьютере
Основополагающая компьютерная игра была создана в 1940-ом году. «Nimatron» является первой игровой электронно-релейной машиной. Машина была создана Эдвардом Кондоном. Игра рассчитана на два игрока, один из которых – система, нужно погасить лампы, тот, кто погасит последнюю — выиграл.
Игра Nimatron
Вторая игра на очереди «Ракетный симулятор» представляла собой электронно-лучевую трубку , которая наиболее близка к нынешним играм. Игра была создана в 1947-ом году, Томасом Голдсмитом и Эстл Рей Манном. Смысл заключается в том, что нужно попасть в цель, чтобы «снаряд» взорвался.
Как устроен компьютер, классификация ЭВМ
Первый ЭВМ содержал: микропроцессор, устройство ввода, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, устройство вывода.
Первые вычислительные машины использовались как запоминающее устройство и для вычисления разного рода расчетов. Изначально мало кого интересовал данный механизм, потому что он считался очень затратным: он потреблял много энергии, иногда занимал много места, на работу с машиной требовалось больше одного, а то и десятка человек.
Классификация по назначению:
Большие ЭВМ – предназначены для решения задач, связанных с производством, а иногда используются для военных целей.
Малые электронные машины – основаны для решения различных локальных задач, чаще всего использовались в университетах.
Микрокомпьютеры – используются с 90-х годов, для научных целей, учебы и повседневной жизни.
Персональные компьютеры предназначены для повседневного использования, для работы, выхода в интернет и других функций.
На самом деле классифицировать компьютера можно более гибко и по другим параметрам или видам. Приведенная нами классификация, это только одна из возможных. На картинке можно увидеть более расширенный вариант классификации.
Он способен выполнить любое задание: будь то распечатка текста или запуск космического корабля. Даже детям проще освоить компьютерный язык, нежели разбираться в премудростях родной речи. Интересно, когда появился первый компьютер, и стал лучшим помощником в работе и связующим звеном со всем миром.
Условия для создания «умной машины»
Мы оставим в стороне философскую часть и не станем останавливаться на рассмотрении древних механических изобретений, таких как арифмометры и прочие интересные технологии, послужившие прототипом вычислительных устройств. Даже в условиях элементарного программирования, они так и оставались чистой механикой, ограниченной по своему функционалу. Разговор же мы будем вести об электронных компьютерах, имеющих подобие процессора и способных выполнить обработку любого технически сложного задания. Также в круг наших вопросов войдет тема о том, в каком году появился первый компьютер.
Его появлению предшествовало развитие электронных ламп. Произошло это в начале прошлого века. О полупроводниковых транзисторах и микросхемах разговор в то время и не шел. Зато это был период появления ламповых диодов и различных усилителей. Они играли роль «кирпичиков» при работе с электронными схемами. Изобретателями такая возможность активно использовалась.
В каком году появился первый персональный компьютер
На протяжении долгого времени лидером в этой области была американская модель ENIAC. Работа над ней началась в 1943 году, продолжалась она в течение трех лет. Но уже на тот момент англичанами было не только создано, но и запущено вычислительное устройство, называвшееся «Колосс». Причем, количество этих аппаратов равнялось десяткам. У первого «Колосса» насчитывалось полторы тысячи ламп. Его целью была расшифровка сообщений немцев. Происходило это путем моделирования устройства шифровальной машины «Энигма».
Год 1944-ый – англичанами создана вторая версия Collosus Mark 2. Изобретателем «Колоссов» стал инженер-электронщик из Британии Томми Флауэрс. После исчезновения надобности в этих машинах Черчилем был издан приказ об их уничтожении и засекречивании информации. Поэтому о том, когда появился самый первый компьютер, мы узнали только в конце XX-го столетия.
Прародитель современной компьютерной техники
Английскому «Колоссу» не суждено было получить дальнейшее развитие, поэтому почетное место предшественника современного компьютера закрепилось за его ближайшим конкурентом – более известным и «продвинутым» американским компьютером ENIAC.
Появилось это устройство благодаря войне, вернее, необходимости рассчитывать траекторию полета артиллерийского снаряда. При наличии калькуляторов для расчета расстояния привлекался ни один десяток человек. При всех затраченных времени и силах результат не получался точным.
Джон У. Мочли и Дж. Преспер Экерт – таковы имена «родителей» американского чуда. Первый из них был физиком, лелеявшим мечту о постройке машины для метеопрогнозов, другой слыл самым настоящим техническим гением. У обоих была одна идея, и они одновременно попали в Высшее техническое училище Пенсильванского университета. И тогда обнаружилось совпадение интересов двух энтузиастов и военных структур: одни нуждались в мощной вычислительной машине, у других было желание трудиться над ее созданием.
В результате в апреле 1943 года армией были выделены средства на разработку машины. В ней нашли применение многие инновационные для того времени идеи, легшие в основу последующих поколений устройств.
Весивший 30 тонн, высотой 6 м. и длиной 26 м. «ЭНИАК» помещался один в целой комнате. При всех его характеристиках в памяти устройства находилось место для хранения только двадцати десятизначным числам.
Невзирая на наличие недостатков и сложностей, успешная эксплуатация ENIAC длилась девять лет, так как окончание войны не избавило от необходимости проведения точных расчетов.
EDVAC – так называлось следующее изобретение этой пары ученых. Отличалось оно большим удобством и продуманностью. Работы над этим детищем начались сразу же после готовности ENIAC. При разработке компьютера использовался принципиально новый подход – в его схеме для хранения данных и программ использовались специальные ячейки памяти.
Главным же на тот момент стало поразительное стечение обстоятельств. Для помощи ученым власти присоединили к команде Джона фон Неймана, бывшего не менее гениальным математиком. Работа этих талантов над одним проектом привела к ошеломительному результату. Компьютерная отрасль стала идти вперед гигантскими шагами, мы же так и работаем за машинами, которые используют принципы Джона фон Неймана.
Кстати, приобретение таких компьютеров было доступно только крупным предприятиям и учреждениям.
IBM PC: появление первых персональных компьютеров
Массовый выпуск в конце 70-х годов персональных компьютеров стал причиной падения спроса на большие ЭВМ и мини-ЭВМ. Это вызвало нешуточное беспокойство в фирме IBM, находящейся на лидирующих позициях по выпуску крупных моделей. Поэтому в 1979 году фирмой было принято решение об испытании своих сил на рынке ПК.
Первый персональный компьютер IBMPC был представлен широкой публике в августе 1981. Прошло немного времени, и он приобрел огромную известность среди пользователей. Понадобилась всего лишь пара лет, чтобы они заняли ведущее место в отрасли.
Итак, первый персональный компьютер, доступный широкому кругу пользователей, – это, конечно же, ENIAC. Все последующие стали его продолжением. Сегодня у нас вызывают усмешку прогнозы, сделанные популярным журналом Popular Mechanics (1949 год) о появлении компьютеров, весящих меньше 1,5 тонн. В течение ближайшего десятилетия они были востребованы, а каков вес любого смартфона последних моделей? Что можно сказать о его производительности? А ведь времени с момента первой разработки прошло совсем мало.
Когда появился первый компьютер, уже ни для кого не секрет. И первую ЭВМ точно не сравнить с современными машинами, .
Мало кто знает, что математические основы информатики и вычислительной техники появились еще в Российской империи. Кто придумал первый русский ЭВМ, что такое БЭСМ, кому выгодна машина вместо пролетариата и почему в стране нет ни одного значимого производителя компьютеров - T&P публикуют главу из книги Лорена Грэхэма «Сможет ли Россия конкурировать?» , выпущенной в издательстве «Манн, Иванов и Фербер».
Русские были пионерами и в области разработки вычислительных устройств, электронных вычислительных машин (ЭВМ), математических основ информатики. В последние годы существования Российской империи русские инженеры и ученые сделали важные шаги на пути развития вычислительных устройств. В советский период целая групп математиков, среди них Владимир Котельников, Андрей Колмогоров, Израиль Гельфанд и другие, внесли существенный вклад в развитие теории информации. Советские ученые и инженеры создали первую цифровую электронную вычислительную машину в континентальной Европе. Когда американские и советские инженеры начали сотрудничать в области освоения космоса, в некоторых случаях советские инженеры «считали» задачи гораздо быстрее своих американских коллег. Однако в последующие годы интерес к ЭВМ все больше переходил в коммерческую плоскость, и Советский Союз не выдержал конкуренции. Советские ученые, работавшие в области вычислительных технологий, были вынуждены оставить свои разработки и принять стандарты IBM. Сегодня на международном рынке не представлено ни одного значительного компьютерного производителя из России.
«Немногие на Западе знают, что двумя годами ранее русский логик Виктор Шестаков выдвинул похожую теорию релейно-контактных схем, основанную на булевой алгебре, но опубликовал он свою работу только в 1941 году»
Русские довольно рано начали проявлять научную активность в области разработки вычислительных машин, теории информации и компьютеров. Еще до революции 1917 года русские инженеры и ученые существенно продвинулись в этой области. Русский морской инженер и математик Алексей Крылов (1863–1945) интересовался применением математических методов в судостроении. В 1904 году он создал автоматическое устройство для решения дифференциальных уравнений. Другой молодой инженер, Михаил Бонч-Бруевич (1888–1940), также работавший в Санкт-Петербурге, занимался вакуумными лампами и их применением в радиотехнике. Около 1916 года он изобрел одно из первых двухпозиционных реле (так называемое катодное реле) на основе электрической цепи с двумя катодными трубками.
Одним из пионеров теории информации на Западе был Клод Шеннон. В 1937 году в Массачусетском технологическом институте он защитил магистерскую диссертацию, в которой продемонстрировал, что комплексы реле в совокупности с двоичной системой счисления могут применяться для решения проблем булевой алгебры. Результаты научных работ Шеннона составляют основу теории цифровых сетей для ЭВМ. Но немногие на Западе знают, что двумя годами ранее, в 1935-м, русский логик Виктор Шестаков выдвинул похожую теорию релейно-контактных схем, основанную на булевой алгебре, но опубликовал он свою работу только в 1941 году, через четыре года после Шеннона. Ни Шеннон, ни Шестаков ничего не знали о работах друг друга.
Первая электронная вычислительная машина в континентальной Европе была создана в обстановке секретности в 1948–1951 годах в местечке под названием Феофания возле Киева. До революции здесь был монастырь, окруженный дубравами и цветущими лугами, изобиловавшими ягодами, грибами, здесь водились дикие звери и птицы. В ранние годы советской власти в монастырских зданиях разместилась психиатрическая лечебница. Превращение религиозных учреждений в исследовательские или медицинские заведения было довольно частой практикой в советском государстве. Во время Второй мировой войны все пациенты лечебницы были убиты или пропали без вести, а здания разрушены. Весной и осенью дорогу к этому местечку развозило так, что по ней было невозможно проехать. Да и в хорошую погоду приходилось трястись по кочкам. В 1948 году полуразрушенные здания были переданы инженеру-электротехнику Сергею Лебедеву для создания электронной вычислительной машины. В Феофании Лебедев, 20 инженеров и 10 помощников разработали Малую электронно-счетную машину (МЭСМ) - одну из самых быстрых ЭВМ в мире, обладавшую многими интересными характеристиками. Ее архитектура была полностью оригинальна и не походила на архитектуру американских ЭВМ, которые единственные в мире превосходили ее на тот момент.
«Обычно он уносил свои бумаги и свечу в ванную комнату, где часами писал единицы и нули»
Алиса Григорьевна Лебедева о жизни своего супруга, основоположника вычислительной техники в СССР Сергея Лебедева, в Москве в 1941 году во время бомбежек немецкой авиации.
Сергей Лебедев родился в 1902 году в Нижнем Новгороде (позднее переименованном в Горький, не так давно ему было возвращено прежнее историческое имя). Его отец был школьным учителем, его часто переводили с места на место, так что детство и юность Сергея прошли в разных городах, в основном на Урале. Затем отца перевели в Москву, и там Сергей поступил в Московское высшее техническое училище имени Баумана, известное сегодня как Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана. Там Лебедев заинтересовался техникой высоких напряжений - областью, требовавшей хорошей математической подготовки. По окончании учебы он работал преподавателем в Бауманском университете, занимался исследовательской работой в Лаборатории электрических сетей. Лебедев был заядлым альпинистом и позднее назвал один из своих компьютеров в честь высочайшей вершины Европы Эльбруса, которую он успешно покорил.
В конце 1930-х годов Лебедев заинтересовался двоичной системой счисления. Осенью 1941 года, когда Москва погружалась в полную темноту, спасаясь от налетов фашистской авиации, его супруга-музыкант вспоминала, что «обычно он уносил свои бумаги и свечу в ванную комнату, где часами рисовал единицы и нули». Позднее во время войны его перевели в Свердловск (ныне Екатеринбург), где он работал на военную промышленность. Лебедеву требовалась вычислительная машина, способная решать дифференциальные и интегральные уравнения, и в 1945 году он создал первую в России электронную аналоговую вычислительную машину. При этом у него уже была идея создания цифровой ЭВМ на основе двоичной системы счисления. Что интересно, насколько нам известно, в то время он не был знаком с научными разработками в этой области ни своего соотечественника Шестакова, ни американца Клода Шеннона.
Освоение первых персональных ЭВМ на кафедре «Электрические системы и сети» СПбГПУ
В 1946 году Лебедева перевели из Москвы в Киев, где он начал работу над ЭВМ. В 1949 году Михаил Лаврентьев, ведущий математик, член Академии наук УССР, который был знаком с работами Лебедева, написал Сталину письмо с просьбой поддержать работы в области вычислительной техники, подчеркнув при этом их важность для обороны страны. Сталин поручил Лаврентьеву создать лабораторию моделирования и вычислительной техники. Возглавить эту лабораторию Лаврентьев пригласил Лебедева. У Лебедева появились финансирование и статус. В то же время приказ Сталина демонстрировал роль политической власти - а фактически значимость одного человека - в продвижении технологий в Советском Союзе.
Лебедев разработал МЭСМ всего через три или четыре года после создания первого в мире электронного компьютера ENIAC в США и одновременно с британским EDSAC. К началу 1950-х годов МЭСМ использовалась для решения задач в области ядерной физики, комических полетов, ракетостроения, а также передачи электроэнергии.
В 1952 году вслед за созданием МЭСМ Лебедев разработал еще одну вычислительную машину - БЭСМ (сокращение от Большая (или Быстродействующая) электронно-счетная машина). Это была самая быстродействующая ЭВМ в Европе, по крайней мере в течение некоторого периода, способная составить конкуренцию лучшим мировым разработкам в этой области. Это был триумф. БЭСМ-1 была выпущена в единственном экземпляре, но уже следующие модели, особенно БЭСМ-6, производились сотнями и использовались для разных целей. Производство БЭСМ-6 было прекращено в 1987 году. В 1975-м в ходе совместного космического проекта «Союз - Аполлон» советские специалисты обработали параметры орбиты «Союза» на БЭСМ-6 быстрее американцев.
Но после столь многообещающего старта в области вычислительной техники Россия сегодня отстает от лидеров отрасли. Понять причину этого провала можно, только проанализировав историю развития отрасли, принимая во внимание социальные и экономические факторы, повлиявшие на ее трансформацию. В ведущих западных странах область вычислительной техники после Второй мировой войны формировалась под действием трех главных движущих сил: научного сообщества, государства (в части военного применения) и деловых кругов. Роль научного сообщества и правительства была особенно важна на начальном этапе, роль бизнеса проявилась позднее. Область вычислительной техники в Советском Союзе была успешна до тех пор, пока разработка этих устройств преимущественно зависела от достижений научной мысли и государственной поддержки. Поддержка вычислительных технологий со стороны государства была безграничной, если они использовались для нужд противовоздушной обороны или исследований в области ядерного оружия. Однако затем главной движущей силой на Западе стал бизнес. Символически этой переходной точкой является решение компании General Electric в 1955 году закупить вычислительные машины IBM 702 для автоматизации работ с платежными ведомостями и другими документами на своем заводе в Скенектади и решение Bank of America в 1959 году автоматизировать процессы (с использованием компьютера ERMA, созданного в Стэнфордском научно-исследовательском институте).
«Концепция кибернетики противоречит теории диалектического материализма Маркса, и охарактеризовал компьютерную науку как особенно вредоносную попытку западных капиталистов извлечь больше прибыли, заменив рабочих»
Эти решения ознаменовали начало масштабной компьютеризации банковской и деловой сферы. В 1960–1970-х годах электронные вычислительные машины стали коммерческими продуктом, это повлекло за собой снижение их стоимости, усовершенствования в части простоты использования, которых требовал рынок. Советский Союз со своей плановой экономикой, централизованным неконкурентным рынком не мог идти в ногу с происходящими технологическими усовершенствованиями. В результате в 1970-х годах СССР отступил от изначально впечатляющей попытки развиваться собственным независимым курсом в области вычислительной техники и принял стандарты компании IBM. С этого момента в области компьютерных технологий русские оказались и продолжают оставаться на позициях догоняющих и никогда больше не выбивались в лидеры. Сергей Лебедев умер в 1974 году. Другой ведущий ученый, разработчик первых советских ЭВМ Башир Рамеев, глубоко сожалел о решении перенять архитектуру IBM вплоть до своей смерти в 1994 году. Советскую отрасль вычислительной техники подвел не недостаток знаний в этой области, ее подкосила неодолимая сила рынка.
Еще одним фактором, хотя в данном конкретном случае и не определяющим, была идеология. В 1950-х годах советские идеологи относились к кибернетике очень скептически, называли ее «наукой мракобесов». В 1952 году один из философов-марксистов заклеймил эту область знаний как «псевдонауку», подвергнув сомнению утверждение, что компьютеры могут помочь объяснить человеческую мысль или социальную деятельность. Еще в одной статье, опубликованной через год и озаглавленной «Кому служит кибернетика?», анонимный автор, выступивший под псевдонимом «Материалист», заявил, что концепция кибернетики противоречит теории диалектического материализма Маркса, и охарактеризовал компьютерную науку как особенно вредоносную попытку западных капиталистов извлечь больше прибыли, заменив рабочих, которым надо платить жалованье, машинами.
Хотя подобные идеологические обвинения теоретически могли оказать негативное влияние на развитие вычислительной техники в СССР, разработка ЭВМ, учитывая заинтересованность в них военно-промышленного комплекса, продолжалась теми же темпами8. Как сказал мне в 1960 году один из советских ученых в этой области, «мы занимались кибернетикой, просто не называли ее кибернетикой». Более того, в конце 1950-х - начале 1960-х годов в Советском Союзе произошел поворот на 180 градусов в отношении кибернетики, ее начали превозносить как науку, служащую целям советского государства.
В 1961 году даже вышел сборник под названием «Кибернетику - на службу коммунизму». Во многих российских университетах открылись факультеты кибернетики. Более серьезная политическая угроза для развития вычислительной техники в СССР возникла с появлением персональных компьютеров. Советскому руководству нравились компьютеры, пока они были огромными блоками в центральных правительственных, военных и промышленных ведомствах, но с гораздо меньшим энтузиазмом оно отнеслось к тому, что компьютеры переместились в частные квартиры и обычные граждане получили возможность использовать их для бесконтрольного распространения информации. В попытке осуществить контроль над передачей информации государство уже давно запретило простым гражданам иметь в собственности принтеры и копировальные аппараты. Персональный компьютер с принтером был равнозначен маленькому печатному станку. Но что могли поделать с этим советские власти?
Самые острые дебаты среди членов советского руководства по поводу компьютеров происходили в середине и конце 1980-х годов. В 1986-м я обсуждал эту проблему с ведущим советским ученым в этой области Андреем Ершовым. Он был откровенен, согласившись, что стремление Коммунистической партии обладать контролем над информацией препятствует развитию компьютерной отрасли. Затем сказал следующее: «Наше руководство еще не определилось, на что похож компьютер: на печатный станок, печатную машинку или телефон, - и многое будет зависеть от этого решения. Если они решат, что компьютеры похожи на печатные станки, то захотят продолжить контролировать отрасль так же, как сейчас они контролируют все печатные станки. Гражданам запретят их покупать, они будут только в учреждениях. С другой стороны, если наше руководство решит, что компьютеры похожи на печатные машинки, их позволят иметь гражданам, власти не будут стремиться контролировать каждый аппарат, хотя могут попытаться взять под контроль распространение информации, которая производится с их помощью. И в конце концов, если руководство решит, что компьютеры похожи на телефоны, они появятся у большинства граждан, и те смогут делать с ними все, что захотят, но онлайновая передача данных будет время от времени проверяться.
«Сегодня в России нет ни одной компании - производителя вычислительной техники, которая являлась бы значительным игроком на международном рынке, несмотря на то что русские могут с полным правом утверждать, что были в числе пионеров в области»
Я убежден, что в итоге государству придется позволить, чтобы граждане владели персональными компьютерами и сами их контролировали. Более того, станет очевидно, что персональные компьютеры не похожи ни на какие предыдущие коммуникационные технологии: ни на печатные станки, ни на печатные машинки, ни на телефоны. Наоборот, они являются абсолютно новым видом технологий. Вскоре наступит время, когда любой человек в любой точке мира сможет практически беспрерывно общаться с любым другим человеком в любой точке мира. Это будет настоящей революцией - не только для Советского Союза, но и для вас тоже. Но здесь ее последствия будут самыми значительными».
Это высказывание наглядно подтверждает, какой сложной проблемой для советского государства были компьютеры. Однако этот вопрос быстро потерял свою актуальность. Через пять лет после этого нашего разговора с Ершовым Советский Союз распался, а вместе с этим прекратился и контроль над коммуникационными технологиями (однако это не коснулось контроля над средствами массовой информации, в частности над телевидением). В современной России компьютерная отрасль так и не наверстала отставание, которое она переживала в последние годы советского государства. Как мы видели, это отставание было вызвано в большей степени неспособностью конкурировать в условиях рынка, нежели политическим контролем, хотя последний и сыграл определенную роль. Сегодня в России нет ни одной компании - производителя вычислительной техники, которая являлась бы значительным игроком на международном рынке, несмотря на то что русские могут с полным правом утверждать, что были в числе пионеров в области развития вычислительных технологий.
