ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (ЗАРОЖДЕНИЕ И СТАНОВЛЕНИЕ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ )

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Средства вычислительной техники прочно вошли в жизнь современного человека, без них он уже не мыслит своего существования. Средства вычислительной техники сопровождают практически любую деятельность населения Земли. Однако, прежде всего, они помогают: а) при решении математических, технических и логических задач; б) при необходимости моделирования сложных систем; в) в случае наличия потребности обработать данные измерений; г) при необходимости провести обработку экономико-статистических данных; д) в поиске информации^[1].

Средства вычислительной техники нашли широкое применение в координации отдельных технологических процессов и всего производства в целом. Проектные и конструкторские работы, информационно-справочные и обучающие системы, - также не обходятся без рабочего сопровождения средствами вычислительной техники. Без них невозможно создать ни автоматизированные системы управления, ни системы автоматизированного проектирования, ни автоматизированные системы научных исследований^[2].

Перечислить все сферы применение средств вычислительной техники, наверное, невозможно. Однако сегодня уже точно можно утверждать, что от степени их развития зависит научный, экономический и военный потенциал конкретной страны, в том числе, разумеется, и России^[3]. Следовательно, безопасность и независимость нашей страны находятся в прямой зависимости от уровня развития средств вычислительной техники.

Таким образом, актуальность исследования любых вопросов, связанных со средствами вычислительной техники, не вызывает сомнений. Вопрос об истории развития данных средств не является исключением. Только зная историю создания средств вычислительной техники, можно определить направления их дальнейшей эволюции^[4]. Кроме того, изучая историю развития средств вычислительной техники, мы можем отдать дань уважения учёным и изобретателям, обеспечившим своей деятельностью нынешний уровень развития данных средств.

Степень научной разработанности темы исследования. История средств вычислительной техники была предметом исследования таких учёных как И. А. Апокин, Р. С. Гутер, И. А. Казакова, М. Кэмпбелл-Келли, Л. Н. Королёв, Е. А. Логинова, Л. Е. Майстров, Б. Н. Малиновский, И. П. Норенков, Г. Н. Поваров, Ю. В. Ревич, Я. В. Скибина, М .Э. Смолевицкая, И. И. Хасанов и др.

Таким образом, тему эволюции средств вычислительной техники нельзя отнести к числу совсем не исследованной. Однако, большинство исследований выполнено на уровне статей, а не монографий^[5]. Кроме того, средства вычислительной техники в последние годы стремительно развиваются и научное освещение этих разработок не успевает за практикой^[6], что также актуализирует тему данного исследования.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования являются общественные отношения, складывающиеся в связи с созданием и эволюцией средств вычислительной техники в мире в целом, и в РФ в частности; предметом – многообразие мнений и суждений по исследуемой проблематике.

Цели и задачи исследования. Целью настоящего исследования являются комплексный анализ теоретических положений и создании и эволюции средств вычислительной техники. Данная цель обусловила постановку и решение следующих задач:

1. определить периодизацию истории развития средств вычислительной техники;
2. рассмотреть развитие средств вычислительной техники на различных её этапах: домеханическом, механическом, электромеханическом, электронном;
3. выявить учёных, занимавшихся созданием средств вычислительной техники на каждом этапе их развития, а также те изобретения, которые были ими сделаны.
4. изучить особенности электронного этапа развития средств вычислительной техники в России.

Теоретической базой исследования стали труды известных учёных, например, монография И. А. Апокина «Развитие вычислительных машин», Г. Н. Поварова «История российской кибернетики», Б. Н. Малиновского «История вычислительной техники в лицах»; научные статьи М. Кэмпбелл-Келли, И. И. Хасанова, Е. А. Логиновой, Ю. А. Вишницкой, Я. В. Скибиной и др. учёных, опубликованные в научных журналах; учебная и справочная литература; новостные материалы и статьи с сайтов газет и сайтов, посвящённых информатике.

Методология исследования. Методологическую основу исследования составил диалектический метод научного познания, отражающий взаимосвязь теории и практики. Использовались общелогические методы: анализ, синтез, индукиця, дедукция и др. Кроме того, применялись специальные методы: историко-правовой, формально-логический, сравнительно-правовой, системный и др.

ЗАРОЖДЕНИЕ И СТАНОВЛЕНИЕ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

• 1. Домеханический этап развития средств вычислительной техники

Вычислительная техника (далее – ВТ) – область техники, объединяющая средства автоматизации математических вычислений и обработки информации в различных областях человеческой деятельности. Под вычислительной техникой принято также понимать науку о принципах построения действия и проектирования этих средств^[7].

Средство вычислительной техники (далее – СВТ) – совокупность программных и технических элементов систем обработки данных, способных функционировать самостоятельно или в составе других систем^[8].

История развития СВТ – история длительная, охватывающая огромный временной пласт: с 40-30-го тысячелетия до н. э. и по настоящее время. Поскольку процесс этот ещё не закончен и сегодня, можно утверждать, что СВТ будут совершенствоваться ещё многие-многие годы^[9].

В литературе в развитии СВТ предлагается выделять четыре временных отрезка, четыре этапа развития вычислительной техники:

1. домеханический – с 40-30-го тысячелетия до н. э. и до середины XVII в. н. э.;
2. механический – с середины XVII в. по 90-е гг. XIX в.;
3. электромеханический – с 90-х годов XIX в. по вторую половину 40-х гг. XX в.;
4. электронный – со второй половины 40-х годов XX в.^[10]

Отметим, что не все учёные разделяют такой подход к периодизации истории развития СВТ. Так, например, существует точка зрения о том, что необходимо говорить лишь о трёх этапах. И если названия первых двух совпадают с уже названными выше, то третий этап эти учёные именуют электронно-вычислительным^[11]. Следовательно, электромеханический этап при такой периодизации опускается.

Домеханический этап развития СВТ начинается с того момента, когда человек научился считать. Себе в помощь первоначально он призвал подручные материалы: камешки, палочки, косточки и т. п. Затем по мере усложнения вычислений возникла необходимость упорядоченно раскладывать те же самые камешки. Так появились специальные доски, на которых раскладывались предметы для счёта, в частности абак. Первое упоминание об этом приспособлении относится ко II веку до н. э. Именно от абака произошли русские счёты, с успехом применявшиеся до середины XX века.

«Этот период начался на заре человеческой цивилизации, и фиксация результатов счёта у разных народов на разных континентах производилась разными способами: пальцевый счёт, нанесение засечек, счётные палочки, узелки и т. д. – пишут М. М. Махмудова и А. М. Курбанова. – Наконец, появление приборов, использующих вычисление по разрядам, как бы предполагали наличие некоторой позиционной системы счисления, десятичной, пятеричной, троичной и т. д. К таким приборам относятся абак, русские, японские, китайские счёты»^[12].

По мнению ряда учёных, историю цифровых устройств начать следует со счётов^[13]. Подобный инструмент был известен у всех народов. Древнегреческий абак (доска или «саламинская доска» по имени острова Саламин в Эгейском море) представлял собой посыпанную морским песком дощечку. На песке проходили бороздки, на которых камешками обозначались числа. Одна бороздка соответствовала единицам, другая – десяткам и т. д. Если в какой-то бороздке при счёте набиралось более 10 камешков, их снимали и добавляли один камушек в следующем разряде. Римляне усовершенствовали абак, перейдя от деревянных досок, песка и камешков к мраморным доскам с выточенными желобками и мраморными шариками. Китайские счёты суан-пан состояли из деревянной рамки, разделённой на верхние и нижние секции. Палочки соотносятся с колонками, а бусинки – с числами. У китайцев в основе счёта лежала не десятка, а пятёрка^[14].

Суан-пан разделены на две части: в нижней части на каждом ряду располагаются по 5 косточек, в верхней части – по 2. Таким образом, для того, чтобы выставить на этих счётах число 6, ставили сначала косточку, соответствующую пятёрке, а затем добавляли одну косточку в разряд единиц^[15].

У японцев это же устройство для счёта носило название серобян^[16].

На Руси долгое время считали по косточкам, раскладываемым в кучки. Примерно с XV века получил распространение «дощатый счёт», завезённый, видимо, западными купцами с ворванью и текстилем. «Дощатый счёт» почти не отличался от обычных счётов и представлял собой рамку с укреплёнными горизонтальными верёвочками, на которые были нанизаны просверленные сливовые или вишнёвые косточки^[17].

В IX веке индийские учёные сделали одно из величайших открытий в математике. Они изобрели позиционную систему счисления, которой теперь пользуется весь мир.

При записи числа, в котором отсутствует какой-либо разряд (например, 110 и 16004), индийцы вместо названия цифры говорили слово «пусто». При записи на месте «пустого» разряда ставили точку, а позднее рисовали кружок. Такой кружок называется «сунья».

Арабские математики перевели это слово по смыслу на свой язык – они говорили «сифр». Современное слово «нуль» происходит от латинского^[18].

Итак, в развитии СВТ можно выделить четыре временных отрезка, четыре этапа развития вычислительной техники: 1) домеханический – с40-30-го тысячелетия до н. э. и до середины XVII в. н. э.; 2) механический – с середины XVII в. н. э. по 90-е гг. XIX в.; 3) электромеханический – с 90-х годов XIX в. по вторую половину 40-х гг. XX в.; 4) электронный – со второй половины 40-х годов XX в. Домеханический этап развития СВТ начинается с того самого момента, когда человек научился считать. Себе в помощь первоначально он призвал подручные материалы: камешки, палочки, косточки и т. п. Затем по мере усложнения вычислений возникла необходимость упорядоченно раскладывать те же самые камешки. Так появились первые цифровые СВТ – абак, счёты.

1.2. Механический этап развития средств вычислительной техники

Начало механического этапа развития СВТ учёные относят к середине XVII века. Именно с этого времени на протяжении четырёх веков множество талантливых людей приложили свои усилия для создания современного компьютера, ставшего неотъемлемой частью каждой квартиры или офиса^[19].

Следует пояснить, что под механическим вычислительным устройством понимается устройство, построенное на механических элементах и обеспечивающее автоматическую передачу из низшего разряда в высший^[20]. Один из первых арифмометров, точнее «суммирующая машина», был изобретён Леонардо да Винчи (Leonardo da Vinci, 1452-1519 гг.) около 1500 г. Правда, о его идеях никто не знал на протяжении почти четырёх столетий. Рисунок этого устройства был обнаружен только в 1967 г.

Вильгельм Шиккард в 1623 г. первый изобрёл и построил первую работающую модель 6-ти разрядного механического вычислительного устройства, которое могло выполнять простейшие арифметические действия: сложение и вычитание с семизначными числами^[21]. Описание машины Шиккарда, к сожалению, оказалось утраченным во время Тридцатилетней войны.

В 1642 г. Блез Паскаль сконструировал 8-разрядную суммирующую машину. Эта машина представляла собой комбинацию взаимосвязанных колесиков с нанесенными на них цифрами от 0 до 9 и приводов. Когда первое колесико делало полный оборот от 0 до 9, в действие автоматически приводилось второе колесико. Когда и оно достигало цифры 9, начинало вращаться третье и так далее. Машина Паскаля могла складывать и вычитать, умножать (делить) лишь путем многократного сложения (вычитания)^[22].

Большинство ученых считает, что история происхождения счетных машин восходит именно к 1642 г., «когда великий математик Блез Паскаль предложил устройство, позволяющее производить над числами такие математические операции, как сложение и вычитание. Считается, что это изобретение является первой успешной попыткой механизации умственного труда человека»^[23].

В 1668 г. появился новый вычислитель, предназначенный исключительно для финансовых операций. Его изобретателем стал сэр Самюэль Морланд.

В 1674 г. великий философ и ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц сконструировал машину «четырех действий», которая выполняла сложение, вычитание, умножение, деление и извлечение квадратного корня^[24]. В отличие от Паскаля Лейбниц использовал в своей машине не колесики и приводы, а цилиндры с нанесёнными на них цифрами. Специально для нее Лейбниц впервые применил двоичную систему счисления, использующую вместо обычных для человека десяти цифр две: 0 и 1.

«Спустя 50 лет Лейбниц усовершенствовал счётную машину Паскаля, придав ей функции умножения и деления путём повторных сложений и вычитаний. Однако ни счётная машина Паскаля, ни счётная машина Лейбница не были доведены до практического использования»^[25], - пишет М. Кэмпбелл-Келли.

Следующая волна конструкторов-изобретателей компьютеров была замечена только в XIX в., два века спустя после первых счётных машин и вычислителей.

В 1820 г. ученый и изобретатель Шарль де Кольмар придумал самый настоящий калькулятор и назвал его арифмометр. Как и многие его предшественники, арифмометр был механическим устройством. Впервые счётное устройство выпускалось серийно и поступило в широкую продажу. С некоторыми усовершенствованиями в конструкции арифмометры прослужили человеку в общей сложности 90 лет!^[26]

В 1822 г. английский математик Чарлз Бэббидж описал машину, способную рассчитывать и печатать большие математические таблицы, и сконструировал машину для табулирования, состоявшую из валиков и шестеренок, вращаемых с помощью рычага. Машина могла производить некоторые математические вычисления с точностью до восьмого знака после запятой. Это был прообраз его разностной машины, к постройке которой он приступил в 1823 г., получив правительственную субсидию для продолжения работ. Разностная машина должна была производить вычисления с точностью до 20 знака после запятой. Постройка машины отняла у Бэббиджа 10 лет, её конструкция становилась все более сложной, громоздкой и дорогой. Она так и не была закончена, финансирование проекта было прекращено^[27].

Тем временем Бэббиджем овладела идея создания нового прибора - аналитической машины. Главное её отличие от разностной машины заключалось в том, что она была программируемой и могла выполнять любые заданные ей вычисления^[28].

Машина Бэббиджа была задумана как чисто механическое устройство с возможным приводом от парового двигателя, но содержала ряд фундаментальных идей, характерных для современных компьютеров. В ней предусматривалась работа с адресами и кодами команд, данные вводились с помощью перфокарт. Основы программирования также были заложены Бэббиджем. Несмотря на почти 40-летний труд своего создателя, машина так и не была достроена, опережая не только потребности, но и технические возможности своего времени. Многие из идей Бэббиджа просто не могли быть реализованы на базе механических устройств и оказались востребованы только спустя столетие, с разработкой первых электронных вычислительных машин^[29].

В литературе утверждается, что разработанная Чарльзом Бэббиджем вычислительная машина послужила прообразом современной ЭВМ, в том числе и персональной (ПЭВМ). «По существу, аналитическая машина стала прообразом современных компьютеров, так как включала их основные элементы: память, ячейки которой содержали бы числа, и арифметическое устройство, состоящее из рычагов и шестеренок. Бэббидж предусмотрел возможность вводить в машину инструкции при помощи перфокарт»^[30], - пишут М. М. Махмудова и А. М. Курбанова.

10 декабря названо Днём программиста в честь родившейся в этот день первой представительницы этой не слишком древней профессии Ады Августы Лавлейс (1815-1852 гг.), единственной дочери великого английского поэта Джорджа Гордона Байрона и его супруги Аннабеллы Милбэнк.

К 1834 г. относится её первое знакомство с выдающимся математиком и изобретателем Чарльзом Бэббиджем – создателем первой цифровой вычислительной машины с программным управлением, названной им «аналитической»^[31].

По просьбе Бэббиджа Ада занялась переводом очерка итальянского военного инженера Луи Фредерико Менабреа (в будущем - профессора механики Туринского университета). Менабреа в 1840 г., слушая в Турине лекции Бэббиджа, подробно записал их и в своем очерке впервые дал полное описание аналитической машины Бэббиджа и его идей программирования вычислений. Он писал: «Сам процесс вычисления осуществляется с помощью алгебраических формул, записанных на перфорированных кар-тах, аналогичных тем, что используются в ткацких станках Жаккара. Вся умственная работа сводится к написанию формул, пригодных для вычислений, производимых машиной, и неких простых указаний, в какой последовательности эти вычисления должны производиться». Ада Лавлейс не просто перевела очерк Менабреа, но и снабдила его обширными комментариями, которые в сумме почти втрое превысили объем оригинального текста. Книга Менабреа с комментариями, подписанными инициалами A.A.L. (Ada Augusta Lovelace), вышла в свет в августе 1843 г. В комментариях Ады Лавлейс были приведены три первые в мире вычислительные программы, составленные ею для машины Бэббиджа^[32].

Самая простая из них и наиболее подробно описанная - программа решения системы двух линейных алгебраических уравнений с двумя неизвестными. При разборе этой программы было впервые введено понятие рабочих ячеек (рабочих переменных) и использована идея последовательного изменения их содержания^[33]. От этой идеи остаётся один шаг до оператора присвоения – одной из основополагающих операций всех языков программирования, включая машинные^[34].

Вторая программа была составлена для вычисления значений тригонометрической функции с многократным повторением заданной последовательности вычислительных операций. Для этой процедуры Ада Лавлейс ввела понятие цикла – одной из фундаментальных конструкций структурного программирования^[35].

В третьей программе, предназначенной для вычисления чисел Бернулли, были уже использованы рекуррентные вложенные циклы. В своих комментариях Ада Лавлейс высказала также великолепную догадку о том, что вычислительные операции могут выполняться не только с числами, но и с другими объектами, без чего вычислительные машины так бы и остались всего лишь мощными быстродействующими калькуляторами^[36].

В 1886 г. Дорр Фелт создает устройство с необычным названием «Комптометр». Это было первое устройство с возможностью ввода данных с клавиатуры^[37].

Итак, множество талантливых учёных участвовали в создании СВТ в механический этап развития СВТ: Леонардо да Винчи, Вильгельм Шик-кард, Блез Паскаль, Самюэль Морланд, Готфрид Вильгельм Лейбниц, Шарль де Кольмар, Чарлз Бэббидж и др. Результатом их усилий было изобретение арифмометра, комптометра, аналитической машины и др. К сожалению, большинство изобретений не были доведены учёными до практического использования по многим причинам: недостаток финансирования, слабый уровень развития технологий в рассматриваемый период и др. Исключение: арифмометр, придуманный в 1820 г. Шарлем де Кольмаром, который выпускался серийно и поступил в широкую продажу. С некоторыми усовершенствованиями в конструкции арифмометры прослужили человеку в общей сложности 90 лет!

1.2. Электромеханический этап развития средств вычислительной техники

Электромеханический период развития СВТ стал самым непродолжительным в истории развития СВТ. Он вобрал в себя немногим более 60 лет – от первого табулятора Г. Холлерита до первой ЭВМ ENIAK (1945 г.)^[38].

В 1888 г. Герман Холлерит, являвшийся американским инженером, сконструировал электромеханическую машину, которая могла считывать и сортировать статистические записи, закодированные на перфокартах. Эта машина, названная табулятором, состояла из реле, счётчиков, сортировочного ящика. Данные на каждого человека наносились на перфокарты, почти не отличающиеся от современных, в виде пробивок. При прохождении перфокарты через машину данные, отмеченные дырочками, снимались путем прощупывания системой игл. Если напротив иглы оказывалось отверстие, то игла, пройдя сквозь него, касалась металлической поверхности, расположенной под картой. Возникавший таким образом контакт замыкал электрическую цепь, благодаря чему к результатам расчётов автоматически добавлялась единица, после чего перфокарта попадала в определенное отделение сортировочного ящика^[39].

В 1890 г. изобретение Холлерита было впервые использовано для 11-й американской переписи населения. Успех вычислительных машин с перфокартами был феноменален. То, чем десятилетием ранее 500 сотрудников занимались в течение семи лет, Холлерит сумел выполнить с 43 помощниками на 43 вычислительных машинах за 4 недели^[40].

Следует отметить, что данное изобретение имело успех не только в США, но и в Европе, где стало широко применяться для статистических исследований. Несколько таких машин закупила и Россия^[41]. Холлерит был удостоен нескольких премий и получил звание профессора Колумбийского университета. В 1896 г. ученый организовал в Нью-Йорке компанию по производству машин для табуляции (Tabulating Machine Company), которая впоследствии выросла в International Business Machines Corporation– IBM.

В 1938 г. Цузе в домашних условиях собрал электромеханическую машину Z1. Машина имела клавиатуру для ввода задач и панель с лампочками, на которой высвечивался результат. Затем Цузе заменил неудобное печатающее устройство на перфоленту, которую изготовил из старой 35-миллиметровой пленки, и назвал новую модель Z2. Когда началась война, Цузе получил поддержку германского правительства на разработку компьютера для военных целей - конструирования самолетов и ракет^[42]. В 1941 г., на два года опередив Эйкена, Цузе создал третью модель – Z3, основанную на электромеханических реле и работавшую в двоичной системе счисления. Z3 состояла из 600 реле счётного устройства и 2000 реле устройства памяти. Числа можно было «записать» в память и «считывать» оттуда посредством электрических сигналов, которые проходили через реле. Реле либо пропускали сигнал, либо не пропускали. Машина считывала программу механически шаг за шагом (линейно) и проводила от 15 до 20 вычислительных операций в секунду^[43]. В это же время Цузе приступил к постройке Z4, в которой все механические части должны были быть заменены на электронные лампы. Во время бомбежек Берлина все машины Цузе, кроме Z4, погибли^[44].

Итак, электромеханический период развития СВТ стал самым непродолжительным в истории развития СВТ. Большой вклад внесли в развитие СВТ на данном этапе такие ученые как Герман Холлерит, Цузе. Это время стало временем изобретения первого табулятора (электромеханической счётной машины) Г. Холлеритом.

ЭВОЛЮЦИЯ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ С 1946 ГОДА ПО НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ

• 1. Электронный этап развития средств вычислительной техники

С 1946 г. начинается электронный этап развития СВТ, который продолжается и в настоящее время, хотя некоторые учёные называют его наноэлектронным этапом развития СВТ^[45].

Первая электронная вычислительная машина «ЭНИАК» была создана в США после второй мировой войны, в 1946 г. Создателями первой электронной машины Eniac были Джон Мочли и Дж. Преспер Экерт.

В 1947 г. сотрудники лаборатории Bell Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Берттейн создают первый в мире транзистор^[46]. Открытие транзистора – важнейшая веха в истории создания компьютеров, ведь именно транзисторы стали основой всех микропроцессоров. Скрытые внутри процессорного «камня» транзисторы наделяют современный компьютер "умом". В 1954 г. компания Texas Instruments начала серийное производство кремниевых транзисторов на промышленной основе. В 1956 г. в Технологическом институте города Массачусетс создан первый компьютер на основе транзисторов.

В 1958-1959 гг. Джек Килби и Роберт Нойс создают интегральную микросхему – первый прототип современных микропроцессоров.

Представляется интересным немного подробнее остановиться на достижениях Роберта Нойса – американского инженера, изобретателя интегральной схемы, системы взаимосвязанных транзисторов на единой кремниевой пластинке, основателя (в 1968 г., совместно с Г. Муром) корпорации Intel^[47].

В 1949 г. Нойс окончил Гриннелл-колледж в Айове со степенью бакалавра, а в 1953 г. получил докторскую степень в Массачусетском технологическом институте. В 1956-1957 гг. работал в полупроводниковой лаборатории изобретателя транзисторов У. Шокли, а затем вместе с семью коллегами уволился и основал одну из первых электронных фирм по производству кремниевых полупроводников – Fairchild Semiconductor (Фэйрчайлд Семикондактор), которая дала название Силиконовой долине в Северной Калифорнии. Одновременно, но независимо друг от друга Нойс и Килби изобрели интегральную микросхему^[48].

В 1968 г. Нойс и его давний коллега Мур основали корпорацию Intel. Спустя два года они создали 1103-ю запоминающую микросхему из кремния и поликремния, которая заменила собой прежние малоэффективные керамические сердечники в запоминающих устройствах компьютеров^[49]. В 1971 г. Intel представила микропроцессор, объединяющий в одной микросхеме функции запоминающего устройства и процессора. Вскоре корпорация Intel стала лидером по производству микропроцессоров. В 1988 г. Нойс стал президентом корпорации Sematech, исследовательского консорциума, финансируемого совместно промышленным капиталом и правительством США с целью развития передовых технологий в американской полупроводниковой промышленности^[50].

Современный этап развития ЭВМ охватывает период с 1970 г. до наших дней. Впервые стали применяться большие интегральные схемы (БИС), которые по мощности примерно соответствовали 1000 ИС. Это привело к снижению стоимости производства компьютеров. В 1980 г. центральный процессор небольшой ЭВМ оказалось возможным разместить на кристалле площадью 1/4 дюйма (0,635 см²). БИСы применялись уже в таких компьютерах, как «Иллиак», «Эльбрус», «Макинтош». Быстродействие таких машин составляет тысячи миллионов операций в секунду. Ёмкость ОЗУ возросла до 500 млн двоичных разрядов. В таких машинах одновременно выполняются несколько команд над несколькими наборами операндов.

C точки зрения структуры машины этого поколения представляют собой многопроцессорные и многомашинные комплексы, работающие на общую память и общее поле внешних устройств. Ёмкость оперативной памяти порядка 1-64 Мбайт^[51].

Распространение персональных компьютеров к концу 70-х гг. привело к некоторому снижению спроса на большие ЭВМ и мини-ЭВМ.

Первый персональный компьютер создали в апреле 1976 г. два друга, Стив Джобс и Стефан Возняк^[52]. На базе интегрального 8-битного контроллера жёстко запаянной схемы популярной электронной игры, работая вечерами в автомобильном гараже, они сделали простенький программируемый на языке Бейсик игровой компьютер «Apple», имевший огромнейший успех. В начале 1977 г. была зарегистрирована Apple Corp., и началось производство первого в мире персонального компьютера Apple. С 1990 г. начали выпускаться компьютеры на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных инструкций программы. Начали создавать компьютеры с многими сотнями параллельно работающих процессоров, позволяющих строить системы обработки данных и знаний, эффективные сетевые компьютерные системы. Современные ЭВМ это – электронные и оптоэлектронные компьютеры с массовым параллелизмом, нейронной структурой, с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем^[53].

А. Ю. Вишницкая и Я. В. Скибина отмечают, что для современного этапа развития СВТ характерно, во-первых, широкое применение персональных компьютеров (ПК); во-вторых, телекоммуникационная обработка данных; в-третьих, применение компьютерных сетей; в-четвёртых, широкое применение систем управления базами данных; в-пятых, элементы интеллектуального поведения систем обработки данных и устройств^[54].

Современные компьютеры отличаются компактностью, быстротой использования, количеством затрачиваемого времени на проделывание какой-либо операции. Это одно из самых значительных достижений человечества, которое оказало значительное влияние на научно-технический прогресс. Области ЭВМ продолжают расширяться с большой скоростью. Существует множество перспектив по поводу развития ЭВМ – это увеличение объёма памяти, новые методы хранения и обработки информации, усиленная защита данных^[55].

По сведениям «Top500», где учёные из США и Германии анализируют актуальную производительность всех известных вычислительных систем уже на протяжении 26 лет, самым мощным суперкомпьютером в мире на данный момент, т. е. по состоянию на июль-август 2019 г., является IBM Summit, расположенный в Национальной лаборатории Министерства энергетики США в Ок-Ридже, штат Теннесси. Его производительность оценивается в рекордные 148,6 петафлопс. Второе место занимает ещё один компьютер IBM – Sierra. Его максимальный показатель мощности составляет 94,6 петафлопс. Замыкает тройку лидеров китайский Sunway TaihuLight с заявленной производительностью 93 петафлопс^[56].

Интересно также отметить, что страной с наибольшим числом сверхмощных вычислительных машин является Китай. Так, в июне 2018 г. ему принадлежало 206 суперкомпьютеров из рейтинга «Top500». В то же время США сократили свою долю в рейтинге со 143 систем до 124. Но можно отметить, что по совокупной производительности всех систем в стране США на этот раз обогнали Китай. Американская общая производительность составляет 38,2% от всей производительности «Top500», а китайская – 29,1% (сведения по состоянию на июнь 2018 г.)^[57].

По словам учёных и исследователей, в ближайшем будущем персональные компьютеры кардинально изменятся. Примерно в 2020-2025 годах ожидается появление:

- молекулярных компьютеров;

- квантовых компьютеров;

- биокомпьютеров;

- оптических компьютеров^[58].

«Компьютер будущего должен облегчить и упростить жизнь человека ещё в десятки раз! Высокие технологии – это дальнейшее будущее и успех всего человечества. Ежедневно выпускаются новые и более современные модели ЭВМ. Этот процесс невозможно остановить, его можно лишь ускорить»^[59], - утверждают А. Ю. Вишницкая и Я. В. Скибина.

Учёные считают, что в последующие годы страны, занимающие передовые позиции в создании суперкомпьютеров, будут пытаться преодолеть физические ограничения существующих суперкомпьютеров. Компании сосредоточат свои усилия на создании следующих технологий: а) кремниевой фотоники, б) нейроморфных и квантовых вычислений, в) создании биокомпьютеров и клеточных компьютеров. Подтверждением сказанному является тот факт, что компания IBM в 2014 г. по первым направлениям открыла научно-исследовательские программы с объёмом финансирования в $3 млрд.

Возможности использования суперкомпьютеров в будущем расширятся. Так, им под силу будет увеличить точность метеопрогнозов, диагнозов, выявлять связи между генами и раковыми заболеваниями, моделировать турбулентность, процессы горения, помогать в разработке новых материалов, новых лекарств, моделировать работу новой техники, делать расчет деформации твёрдых тел с учетом процессов разрушения, осуществлять контроль над дронами, моделировать применение современных вооружений, анализировать данные от спутников и беспилотников, моделировать воздействие электромагнитного излучения на композиционные материалы (в частности, на покрытия летательных аппаратов), моделировать работу мозга и т. д^[60].

Планируется также задействовать суперкомпьютеры в процессе профилирования личности и внедрении систем распознавания лиц, мониторинге активности и социального рейтинга в Китае^[61]. Учёными делаются также прогнозы о том, что суперкомпьютерам под силу будет точное моделирование погодной системы Земли целиком в тот момент, когда они достигнут производительность, превышающую 1 зеттафлопс (1000 экзафлопс). Появление таких суперкомпьютеров ожидается к 2030 г^[62].

Ускорение разработки новых материалов и технологий с помощью суперкомпьютеров по разным направлениям может в итоге дать совокупный гигантский толчок к развитию стран и их технологическом отрыве от конкурентов. Стремительный рост производительности компьютеров называют даже революцией в развитии цивилизации.

Итак, электронный период развития СВТ начался с 1946 г. – с момента создания первой электронно-вычислительной машины. Множество талантливых учёных участвовали в создании средств вычислительной техники на данном этапе развития СВТ: Уильям Шокли, Джон Бардин, Уолтер Берттейн, Джек Килби, Роберт Нойс, Стив Джобс и Стефан Возняк. Данный период был отмечен появлением: 1) первого в мире транзистора, что стало важнейшей вехой в истории создания компьютеров, поскольку именно транзисторы – основа всех микропроцессоров (первый транзистор изобрели Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Берттейн); 2) созданием интегральной микросхемы – первого прототипа современных микропроцессоров (изобретатели Джек Килби и Роберт Нойс); 3) созданием первого персонального компьютера (Стив Джобс и Стефан Возняк).

Особенности электронного этапа развития средств вычислительной техники в России

Начало электронного этапа развития СВТ приходится, как уже отмечалось в настоящей курсовой работе, на 1946 г. К этому времени в СССР уже работала первая в стране аналоговая машина. Функционировать она начала даже чуть ранее – в 1945 г. До войны же были начаты исследования и разработки быстродействующих триггеров - основных элементов цифровых ЭВМ^[63].

29 июня 1948 г. Председатель Совета Министров СССР И. В. Сталин подписал постановление, в соответствии с которым создавался Институт точной механики и вычислительной техники^[64].

В 1948 г. под началом доктора физико-математических наук С. А. Лебедева в Киеве начинаются работы по созданию МЭСМ (малой электронной счётной машины)^[65]. В 1950 г. под руководством С. А. Лебедева в АН УССР была создана первая в континентальной Европе малая электронная счётная машина (МЭСМ), которую можно отнести к классу машин общего назначения (в отличие от ЦВМ «Эниак», являвшейся специализированной). МЭСМ содержала около 2000 электронных ламп, работала по параллельно-последовательному принципу выполнения операций, имела быстродействующую память на ламповых регистрах и внешнюю память на магнитном барабане. В октябре 1951 г. она вступила в эксплуатацию. Структура и основная схема этой машины являлись классическими, они положены в основу серии отечественных быстродействующих машин БЭСМ (1952 г.), БЭСМ-2, БЭСМ-4 и БЭСМ-6, созданных также под руководством С. А. Лебедева^[66].

В конце 1948 г. сотрудники Энергетического института им. Кржижановского И. С. Брук и Б. И. Рамеев получают авторское свидетельство на ЭВМ с общей шиной, а в 1950-1951 гг. создают её^[67]. В этой машине впервые в мире вместо электронных ламп используются полупроводниковые (купроксные) диоды. С 1948 г. Брук вёл работы по электронным ЦВМ и управлению с применением средств вычислительной техники.

В начале 1949 г. в Москве на базе завода САМ были созданы СКБ-245 и НИИ Счётмаш. Создаются заводы «Счётмаш» в Курске, Пензе, Кишиневе.

В начале 50-х гг. ХХ в. в Алма-Ате была создана лаборатория машинной и вычислительной математики. В конце 1951 г. вступила в эксплуатацию ЭВМ М-1, разработанная в лаборатории Энергетического института АН СССР.

Осенью 1952 г. была завершена разработка Большой (или Быстродействующей) электронно-счётной машины - БЭСМ-1 (известна также как БЭСМ Академии Наук, БЭСМ АН), построенной на электронных лампах (5000 ламп). Опытная эксплуатация началась с 1952 г.^[68]

В 1953 г. в СССР начали серийно выпускать машину «Стрела», в 1954 г. для нужд Министерства обороны СССР основан первый советский вычислительный центр ВЦ-1 (эксплуатирующий ЭВМ «Стрела»).

С 1956 г. И. Берг и Ф. Старос возглавляют в Ленинграде лабораторию СЛ-11, которая впоследствии была преобразована в КБ-2. Там они создают первую в СССР настольную ЭВМ УМ-1 и её модификацию УМ-1НХ, за что им присуждена Государственная премия^[69].

В 1957 г. в серию запустили машину «Урал-1». Всего было выпущено 183 машины.

В 1959 г. была создана уникальная малая ЭВМ «Семтунь» на основе троичной логики^[70].

В конце 1950-х гг. ХХ в. разрабатываются принципы параллелизма вычислений (А. И. Китов и др.), на основе которых была построена одна из самых скоростных ЭВМ того времени – М-100 (для военных целей)^[71].

В июле 1961 г. в СССР запустили в серию первую полупроводниковую универсальную управляющую машину «Днепр» (до этого были только специализированные полупроводниковые машины). Еще до начала серийного выпуска с ней проводились эксперименты по управлению сложными технологическими процессами на металлургическом заводе имени Дзержинского.

Первыми советскими серийными полупроводниковыми ЭВМ стали «Весна» и «Снег», выпускаемые с 1964 по 1972 г^[72].

В 1966 г. создана БЭСМ-6, лучшая отечественная ЭВМ 2-го поколения. На тот момент она была самой быстрой не только в СССР, но и в Европе. В архитектуре БЭСМ-6 впервые был широко использован принцип совмещения выполнения команд (до 14 одноадресных машинных команд могли находиться на разных стадиях выполнения). Механизмы прерывания, защиты памяти и другие новаторские решения позволили использовать БЭСМ-6 в мультипрограммном режиме и режиме разделения времени. ЭВМ имела 128 Кб оперативной памяти на ферритовых сердечниках и внешнюю памяти на магнитных барабанах и ленте. БЭСМ-6 работала с тактовой частотой 10 МГц и рекордной для того времени производительностью - около 1 млн операций в секунду. Всего было выпущено 355 ЭВМ.

В 60-х годах XX века создаются малые машины для инженерных расчетов, отличающиеся простым внешним языком, ориентированным на решение инженерных задач со схемной реализацией трансляции и наличием удобных средств общения (взаимодействия) человека с машиной^[73].

Развитие ЦВМ в целом идет по пути увеличения их надёжности, производительности, объёмов памяти, удобства общения человека с машиной и миниатюризации элементов для преобразования и хранения информации.

Производительность больших ЦВМ достигала в 60-х годах XX в. миллионов операций в секунду. Объём оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) увеличился до сотен тысяч слов, а внешнего ЗУ – до миллиардов слов^[74]. Машины оснащались всё более совершенными устройствами обмена информацией с пользователями. Особую роль играет применение в ЦВМ интегральных схем, которые наряду с повышением качества средств вычислительной техники позволяли также далеко продвинуть автоматизацию их проектирования и производства. Влияние элементной базы на развитие вычислительной техники, особенно ЦВМ, было и является настолько определяющим, что в зависимости от типа применяемых элементов теперь различают поколения ЦВМ^[75].

Важной вехой на пути развития средств вычислительной техники явилось появление ЦВМ, рассчитанных на многопрограммную обработку информации, обеспечивающую одновременную работу машины по ряду программ и существенно увеличивающую её полезную отдачу. Этапом развития ЦВМ в этом же направлении является создание развивающихся высокими темпами мультипроцессорных машин и систем.

Вместе с усовершенствованием структур ЦВМ происходит и развитие математического обеспечения ЦВМ, в частности создание эффективных систем программирования, основанных на универсальных, проблемно-ориентированных и специализированных алгоритмических языках, и операционных систем, эффективно организующих вычислительный процесс в целом, включая взаимодействие между пользователем и машиной. Развитие математического обеспечения, в свою очередь, оказывает сильное влияние на принципы построения машин, в структурах которых реализуются некоторые компоненты математического обеспечения, а это существенно повышает эффективность работы машины в целом, а также облегчает взаимодействие человека с машиной. Последнее приобретает весьма важное значение в условиях непосредственной эксплуатации ЦВМ пользователями различных специальностей, в особенности в режиме диалога человека с машиной^[76].

В начале 70-х гг. ХХ в. в СССР происходит разработка систем серии «Эльбрус». «Эльбрус-2» использовался в ядерных центрах, системе противоракетной обороны и других отраслях «оборонки»^[77].

В 2008 г. в РФ был запущен в работу СКИФ МГУ, суперкомпьютер, собранный на базе решений и оборудования американской фирмы Intel. Проект был разработан в Белорусском государственном Университете^[78].

Пиковая производительность самого мощного на тот момент в России, СНГ и Восточной Европе суперкомпьютера СКИФ МГУ, построенного на базе 625 blade-серверов производства «Т-Платформы» с 1250 четырехъядерными процессорами Intel® Xeon® E5472, составила 60 триллионов операций в секунду. Реальная производительность системы на тесте Linpack-47 Терафлопс, составила 78,4% от пиковой, что явилось лучшим показателем эффективности среди всех систем первой сотни списка «Тор500» самых мощных компьютеров мира на базе четырехъядерных процессоров Intel Xeon. Реальная производительность суперкомпьютера СКИФ МГУ на момент создания (т. е. на 2008 г.) соответствовала 22-ой позиции текущего мирового рейтинга «Тор500», что на тот момент было абсолютным рекордом для России. Данный суперкомпьютер также являлся седьмым по мощности среди всех суперкомпьютеров, использующихся в мировой системе образования^[79].

За годы, последовавшие после создания суперкомпьютера СКИФ МГУ, в Российской Федерации наука и техника не стояли на месте. В это время были созданы такие суперкомпьютеры как «Ломоносов-2» и суперкомпьютер Росгидромета^[80].

В июне 2019 г. авторитетный портал «Top500» опубликовал первый в этом году рейтинг самых мощных суперкомпьютеров. Согласно отчету за июнь 2019 г., сразу два российских компьютера попали в список агентства.

Суперкомпьютеры МГУ «Ломоносов-2» и Росгидромета в рейтинге «Top500» заняли 93 и 365 места соответственно. Вычислительная мощность «Ломоносов-2» составляет 2478 трлн операций в секунду. Компьютер Росгидромета вполовину «слабее» и рассчитан на 1293 трлн операций в секунду. В ноябре прошлого года российские вычислительные системы занимали 79 и 283 позиции соответственно^[81].

В мае 2019 г. Институт электронных управляющих машин (ИНЭУМ) имени И. С. Брука, входящий в концерн «Автоматика», объявил о создании первого отечественного суперкомпьютера на базе процессоров «Эльбрус». Его уникальной особенностью стала высокая энергоэффективность благодаря использованию водяного охлаждения. Кроме того, устройство обладает повышенной плотностью транзисторов в сравнении с аналогами на базе чипов Intel.

В основе отечественного суперкомпьютера используются восьмиядерные процессоры «Эльбрус-8С». Он состоит из стоек, каждая из которых содержит 153 блейд-сервера с четырьмя процессорами. Для сравнения модули на базе Intel вмещают только два чипа. Кроме того, инженеры применили интегрированную систему водяного охлаждения. Это позволило не только уменьшить габариты модуля, но и снизить энергопотери с десятков процентов, что типично для воздушного охлаждения, до всего 6%^[82].

Вычислительная мощность одного блейд-сервера составляет порядка 75 Тфлопс двойной точности, а одна стойка со 153 такими модулями способна выполнять до 75 триллионов операций с плавающей запятой за секунду. Максимальная мощность такого суперкомпьютера практически не ограничена, так как число стоек может масштабироваться. Кроме того, предусмотрена «горячая» замена вычислительных модулей и блоков питания без отключения всей системы^[83].

«Основное отличие наших IT-систем - высокий уровень информационной безопасности. «Эльбрусы» гарантированно не содержат «закладок», позволяющих удалённо влиять на работу системы и незаконно снимать информацию. Это позволяет использовать наш суперкомпьютер в чувствительных сферах, связанных с обработкой конфиденциальной информации»^[84], - отметил исполнительный директор Ростеха Олег Евтушенко.

Новый суперкомпьютер предназначен для выполнения высокопроизводительных вычислений, обработки больших объёмов данных и решения задач с повышенными требованиями к информационной безопасности.

Таким образом, суперкомпьютеры в нашей стране делает лишь несколько компаний: это, например, РСК и «Т-Платформы». Но главная проблема здесь видится в том, что компонентная база производимых в РФ суперкомпьютеров на 99% импортная. Страна находится на одном из последних мест в мире по производству и поставкам. В другие страны суперкомпьютеры, сделанные в РФ, практически не поставляются.

Итак, к началу мирового электронного этапа развития СВТ в СССР уже работала первая в стране аналоговая машина. Функционировать она начала даже чуть ранее – в 1945 г. До войны же были начаты исследования и разработки быстродействующих триггеров - основных элементов цифровых ЭВМ. Все последующие годы в стране велась работа по созданию СВТ. Среди учёных чей вклад в развитие СВТ в нашей стране был очень значительным, можно назвать С. А. Лебедева, И. С. Брука и Б. И. Рамеева. В последние годы суперкомпьютеры в Российской Федерации появляются, однако они не обладают такой производительностью, как суперкомпьютеры, сделанные в США и Китае. Суперкомпьютеры в нашей стране в настоящее время делает лишь несколько компаний: это РСК, «Т-Платформы» и некоторые другие. Но главная проблема здесь видится в том, что компонентная база производимых в РФ суперкомпьютеров на 99% импортная. Страна находится на одном из последних мест в мире по производству и поставкам. В другие страны суперкомпьютеры, сделанные в РФ, практически не поставляются.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, рассмотрев вопросы темы, можно сделать следующие выводы.

В развитии средств вычислительной техники можно выделить четыре временных отрезка, четыре этапа развития вычислительной техники:

1) домеханический - с 40-30-го тысячелетия до н. э. и до середины XVII в н. э.;

2) механический - с середины XVII в. н. э. по 90-е гг. XIX в.;

3) электромеханический - с 90-х годов XIX в. по вторую половину 40-х гг. ХХ в.;

4) электронный - со второй половины 40-х годов XX в.

Домеханический этап развития СВТ начинается с того самого момента, когда человек смог научиться считать. Помогая себе делать необходимые вычисления, человек применяет подручные материалы в виде камешков, палочек, косточек и т. п. Далее, вслед за потребностью делать более сложные вычисления, возникает необходимость уже в упорядоченном раскладывании тех же самых камешков. Так появляются первые цифровые СВТ – абак, счёты.

Множество талантливых учёных участвовали в создании средств вычислительной техники в механический этап развития СВТ: Леонардо да Винчи, Вильгельм Шиккард, Блез Паскаль, Самюэль Морланд, Готфрид Вильгельм Лейбниц, Шарль де Кольмар и др. Результатом их усилий было изобретение арифмометра, комптометра, аналитической машины и др. Однако большинство учёных считает, что история происхождения счётных машин восходит именно к 1642 г., когда математик Блез Паскаль предложил устройство, позволяющее производить над числами такие математические операции, как сложение и вычитание. Считается, что это изобретение является первой успешной попыткой механизации умственного труда человека.

К сожалению, большинство изобретений механического этапа развития средств вычислительной техники не были доведены учёными до практического использования по многим причинам: недостаток финансирования, слабый уровень развития технологий в рассматриваемый период и др. Исключение: арифмометр, придуманный в 1820 г. Шарлем де Кольмаром, который выпускался серийно и поступил в широкую продажу. С некоторыми усовершенствованиями в конструкции арифмометры прослужили человеку в общей сложности 90 лет!

Электромеханический период развития СВТ стал самым непродолжительным в истории развития СВТ. Большой вклад внесли в развитие СВТ на данном этапе такие учёные как Герман Холлерит и Цузе. Это время стало временем изобретения первого табулятора (электромеханической счётной машины, изобретённой Г. Холлеритом).

Электронный период развития СВТ начался с 1946 г. – с момента создания первой электронно-вычислительной машины. Множество талантливых учёных участвовали в создании средств вычислительной техники на данном этапе развития СВТ: Уильям Шокли, Джон Бардин, Уолтер Берттейн, Джек Килби, Роберт Нойс, Стив Джобс и Стефан Возняк. Данный период был отмечен появлением: 1) первого в мире транзистора, что стало важнейшей вехой в истории создания компьютеров, поскольку именно транзисторы – основа всех микропроцессоров (первый транзистор изобрели Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Берттейн); 2) созданием интегральной микросхемы – первого прототипа современных микропроцессоров (изобретатели Джек Килби и Роберт Нойс); 3) созданием первого персонального компьютера (Стив Джобс и Стефан Возняк).

Самым мощным суперкомпьютером в мире на данный момент, т. е. по состоянию на июль-август 2019 г., является IBM Summit, расположенный в Национальной лаборатории Министерства энергетики США в Ок-Ридже, штат Теннесси. Его производительность оценивается в рекордные 148,6 петафлопс. Второе место занимает ещё один компьютер IBM – Sierra. Его максимальный показатель мощности составляет 94,6 Пфлопс. Замыкает тройку лидеров китайский Sunway TaihuLight с заявленной производительностью 93 Пфлопс. Страной с наибольшим числом сверхмощных вычислительных машин является сегодня Китай.

К началу электронного этапа мирового развития СВТ в СССР уже работала первая в стране аналоговая машина. Функционировать она начала даже чуть ранее – в 1945 г. До войны же были начаты исследования и разработки быстродействующих триггеров - основных элементов цифровых ЭВМ. Все последующие годы в стране велась работа по созданию СВТ. Среди учёных чей вклад в развитие СВТ в нашей стране был очень значительным, можно назвать С. А. Лебедева, И. С. Брука и Б. И. Рамеева. В последние годы суперкомпьютеры в Российской Федерации появляются, однако они не обладают такой производительностью, как суперкомпьютеры, сделанные в США и Китае. Суперкомпьютеры в нашей стране в настоящее время делает лишь несколько компаний: это РСК, «Т-Платформы» и некоторые другие. Но главная проблема здесь видится в том, что компонентная база производимых в РФ суперкомпьютеров на 99% импортная. Страна находится на одном из последних мест в мире по производству и поставкам. В другие страны суперкомпьютеры, сделанные в РФ, практически не поставляются.

По мнению учёных, в ближайшем будущем персональные компьютеры кардинально изменятся. Примерно в 2020-2025 годах ожидается появление:

- молекулярных компьютеров;

- квантовых компьютеров;

- биокомпьютеров;

- оптических компьютеров.

Учёные считают, что в последующие годы страны, занимающие передовые позиции в создании суперкомпьютеров, будут пытаться преодолеть физические ограничения существующих суперкомпьютеров. Компании сосредоточат свои усилия на создании следующих технологий: а) кремниевой фотоники, б) нейроморфных и квантовых вычислений, в) создании биокомпьютеров и клеточных компьютеров.

Возможности использования суперкомпьютеров в будущем расширятся. Так, им под силу будет увеличить точность метеопрогнозов, диагнозов, выявлять связи между генами и раковыми заболеваниями, моделировать турбулентность, процессы горения, помогать в разработке новых материалов, новых лекарств, моделировать работу новой техники, делать расчет деформации твердых тел с учётом процессов разрушения, осуществлять контроль над дронами, моделировать применение современных вооружений, анализировать данные от спутников и беспилотников, моделировать воздействие электромагнитного излучения на композиционные материалы (в частности, на покрытия летательных аппаратов), моделировать работу мозга и т. д.

Планируется также задействовать суперкомпьютеры в процессе профилирования личности и внедрении систем распознавания лиц, мониторинге активности и социального рейтинга в Китае. Учеными делаются также прогнозы о том, что суперкомпьютерам под силу будет точное моделирование погодной системы Земли целиком в тот момент, когда они достигнут производительность, превышающую 1 зетафлопс (1000 экзафлопс). Появление таких суперкомпьютеров ожидается к 2030 г.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Апокин И. А., Майстров Л. Е. История вычислительной техники: От простейших счётных приспособлений до сложных релейных систем / И. А. Апокин, Л. Е. Майстров. - М.: Наука, 1990. – 264 с.
2. Апокин И. А. Кибернетика и научно-технический прогресс: (история и перспективы) / И. А. Апокин. - М.: Наука, 1982. – 246 с.
3. Великанова Л. О. Экономическая информатика. Учебное пособие / Л. О. Великанова, С. А. Курносов, Е. В. Попова, Я.В. Скибина – Краснодар: КубГАУ, 2013. – 222 с.
4. Вишницкая А. Ю., Скибина Я. В. Эволюция средств вычислительной техники // Информационное общество: современное состояние и перспективы развития: сборник материалов VIII международного форума. 2017. – Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина, 2017. – С.291- 293.
5. Гутер Р. С., Полунов Ю. Л. От Абака до компьютера. / Р. С. Гутер, Ю. Л. Полунов. – М.: Знание, 1975. – 36 с.
6. Гутер Р. С., Полунов Ю. Л. Чарльз Бэббедж (1792-1871) / Р. С. Гутер, Ю. Л. Полунов. – М.: Знание, 1973. – 64 с.
7. История отечественной электронной вычислительной техники / сост. С. А. Муравьев. – М.: Столичная энциклопедия, 2014. – 576 с.
8. Казакова И. А. История вычислительной техники: учеб. пособие / И. А. Козакова. – Пенза: Изд-во ПГУ, 2011. – 232 с.
9. Коваленко С. В., Платонова О. В., Микитин В. М. Тенденции развития средств вычислительной техники и проблемы электронного конструирования // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2015. – № 12. – С. 85-91.
10. Кэмпбелл-Келли М. Создание вычислительной техники // В мире науки. – 2009. – № 11. – С. 42-44.
11. Майстров Л. Е., Эдлин И. С. Ч. Бэббедж и его разностная машина // Наука и техника: Вопросы истории и теории. – 1973. – Вып. 8. – С. 33-36.
12. Макаренко В. Российские суперкомпьютеры признаны одними из самых мощных в мире. – URL: https://4pda.ru/2019/06/23/358512/. (Дата обращения: 23.08.2019).
13. Макаренко В. В России создали суперкомпьютер на базе процессоров «Эльбрус». – URL: https://4pda.ru/2019/05/26/357712/. (Дата обращения: 23.08.2019).
14. Малиновский Б. Н. История вычислительной техники в лицах / Б. Н. Малиновский. – Киев: КИТ, 1995.
15. Малиновский Б. Н., Ревич Ю. В. Информационные технологии в СССР. Создатели советской вычислительной техники / Б. Н. Малиновский, Ю. В. Ревич. – СПб.: БХВ-Петербург, 2014. – 336 с.
16. Махмудова М. М., Курбанова А. М. История развития средств вычислительной техники // Дагестан – IT – 2016: сборник материалов II Всероссийской научно-практической конференции. ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный педагогический университет»; УДПО «Махачкалинский центр повышения квалификации». 2016. – Махачкала: Деловой мир, 2016. – С. 139-147.
17. Норенков И. П. Краткая история вычислительной техники и информационных технологий / И. П. Норенков. – М.: Новые технологии: Информтехнологии, 2005. – 32 с.
18. Поваров Г. Н. Истоки российской кибернетики / Г. Н. Поваров. - М.: МИФИ, 2005. – 20 с.
19. Распутывая историю Ады Лавлейс (первого программиста в истории). URL: https://habrahabr.ru/company/wolfram/blog/303552/. (Дата обращения 23.08.2019).
20. Ростех разработал первый суперкомпьютер на базе процессоров «Эльбрус». – URL: https://rostec.ru/news/rostekh-razrabotal-pervyy-superkompyuter-na-baze-protsessorov-elbrus/. (Дата обращения: 23.08.2019).
21. Смолевицкая М. Э. Пионер отечественного компьютеростроения Сергей Алексеевич Лебедев (1902-1974) // Проблемы культурного наследия в области инженерной деятельности: сб. ст. – М., 2003. – Вып. 4. – С. 64-89.
22. Хасанов И. И., Логинова Е. А. Зарождение информационно-вычислительных систем: основные этапы развития вычислительной техники // История и педагогика естествознания. – 2017. – № 3. – С. 31-36.
23. Этапы развития вычислительной техники. – URL: http://wiki.mvtom.ru/index.php/. (Дата обращения: 23.08. 2019).

1. Хасанов И. И., Логинова Е. А. Зарождение информационно-вычислительных систем: основные этапы развития вычислительной техники // История и педагогика естествознания. – 2017. - № 3. – С. 31-36. ↑

2. Великанова Л. О., Экономическая информатика. Учебное пособие / Л. О. Великанова, С. А. Курносов, Е. В. Попова, Я. В. Скибина – Краснодар.: КубГАУ, 2013. – С. 7-8. ↑

3. Норенков И. П. Краткая история вычислительной техники и информационных технологий / И. П. Норенков. – М.: Новые технологии: Информтехнологии, 2005. – С. 5. ↑

4. Норенков И. П. Указ. соч. – С. 5-6. ↑

5. Казакова И. А. История вычислительной техники: учеб. пособие / И. А. Казакова. – Пенза: Изд-во ПГУ, 2011. – С. 8. ↑

6. Хасанов И. И., Логинова Е. А. Указ. соч. – С. 31. ↑

7. Казакова И. А. Указ. соч. – С. 9. ↑

8. Там же. – С. 9-10. ↑

9. Хасанов И. И., Логинова Е. А. Указ. соч. – С. 32. ↑

10. Этапы развития вычислительной техники. – URL: http://wiki.mvtom.ru/index.php/. (Дата обращения: 23.08.2019). ↑

11. Апокин И. А., Майстров Л. Е. История вычислительной техники: От простейших счётных приспособлений до сложных релейных систем / И. А. Апокин, Л. Е. Майстрой. – М.: Наука, 1990. – С. 11-14. ↑

12. Махмудова М. М., Курбанова А. М. История развития средств вычислительной техники // Дагестан – IT – 2016: сборник материалов II Всероссийской научно-практической конференции. ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный педагогический университет»; УДПО «Махачкалинский центр повышения квалификации». 2016. – Махачкала: Деловой мир, 2016. – С. 139-147. ↑

13. Хасанов И. И., Логинова Е. А. Указ. соч. – С. 32-33. ↑

14. Гутер Р. С., Полунов Ю. Л. От Абака до компьютера. / Р. С. Гутер, Ю. Л. Полунов. – М.: Знание, 1975. – С. 7. ↑

15. Апокин И. А., Майстров Л. Е. Указ. соч. – С. 16. ↑

16. Казакова И. А. Указ. соч. – С. 19. ↑

17. Хасанов И. И., Логинова Е. А. Указ. соч. – С. 33. ↑

18. Кэмпбелл-Келли М. Создание вычислительной техники // В мире науки. – 2009. - № 11. – С. 42. ↑

19. Апокин И. А., Майстров Л. Е. Указ. соч. – С. 29-31. ↑

20. Гутер Р. С., Полунов Ю. Л. Указ. соч. – С. 7. ↑

21. Апокин И. А. Кибернетика и научно-технический прогресс: (история и перспективы) / И. А. Апокин. – М.: Наука, 1982. – С. 78. ↑

22. Там же. – С. 78-79. ↑

23. Хасанов И. И., Логинова Е. А. Указ. соч. – С. 33 ↑

24. Апокин И. А., Майстров Л. Е. Указ. соч. – С. 5. ↑

25. Кэмпбелл-Келли М. Указ. соч. – С. 42-43. ↑

26. Хасанов И. И., Логинова Е. А. Указ. соч. – С. 33-34. ↑

27. Казакова И. А. Указ. соч. – С. 39. ↑

28. Кэмпбелл-Келли М. Указ. соч. – С. 43. ↑

29. Гутер Р. С., Полунов Ю. Л. Чарльз Бэббедж (1972-1871) / Р. С. Гутер, Ю. Л. Полунов. – М.: Знание, 1973. С. 15. ↑

30. Махмудова М. М., Курбанова А. М. Указ. соч. – С. 141. ↑

31. Майстров Л. Е., Эдлин И. С. Ч. Бэббедж и его разностная машина // Наука и техника: Вопросы истории и теории. – 1973. – Вып. 8. – С. 33-36. ↑

32. Гутер Р. С., Полунов Ю. Л. Чарльз Бэббидж (1792-1871). – С. 16-18. ↑

33. Гутер Р. С., Полунов Ю. Л. От Абака до компьютера. – С. 15. ↑

34. Казакова И. А. Указ. соч. – С. 56-59. ↑

35. Распутывая историю Ады Лавлейс (первого программиста в истории). URL: https://habrahabr.ru/company/wolfram/blog/303552/. (Дата обращения 23.08.2019). ↑

36. Гутер Р. С., Полунов Ю. Л. Указ. соч. – С. 21-24. ↑

37. Гутер Р. С., Полунов Ю. Л. Чарльз Бэббидж (1792-1871). – С. 10-11. ↑

38. Хасанов И. И., Логинова Е. А. Указ. соч. – С. 34. ↑

39. Малиновский Б. Н. История вычислительной техники в лицах / Б. Н. Малиновский. – Киев: КИТ, 1995. – С. 133. ↑

40. Гутер Р. С., Полунов Ю. Л. От Абака до компьютера. – С. 17. ↑

41. Казакова И. А. Указ. соч. – С. 68. ↑

42. Апокин И. А., Майстров Л. Е. Указ. соч. – С. 71-71. ↑

43. Там же. – С. 74. ↑

44. Гутер Р. С., Полунов Ю. Л. От Абака до компьютера. – С. 18-19. ↑

45. Гутер Р. С., Полунов Ю. Л. От Абака до компьютера. – С. 20. ↑

46. Хасанов И. И., Логинова Е. А. Указ. соч. – С. 34. ↑

47. Казакова И. А. Указ. соч. – С. 133. ↑

48. Казакова И. А. Указ. соч. – С. 136-139. ↑

49. Гутер Р. С., Полунов Ю. Л. От Абака до компьютера. – С. 20-21. ↑

50. Хасанов И. И., Логинова Е. А. Указ. соч. – С. 34-35. ↑

51. Казакова И. А. Указ. соч. – С. 177. ↑

52. Там же. – С. 177-188. ↑

53. Коваленко С. В., Платонова О. В., Микитин В. М. Тенденции развития средств вычислительной техники и проблемы электронного конструирования // Извести высших учебных заведений. Машиностроение. – 2015. - № 12. – С. 85-91. ↑

54. Вишницкая А. Ю, Скибина Я. В. Эволюция средств вычислительной техники // Информационное общество: современное состояние и перспективы развития: сборник материалов VIII международного форума. 2017. – Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина, 2017. – С. 291. ↑

55. Коваленко С. В., Платонова О. В., Микитин В. М. Указ. соч. – С. 86. ↑

56. Макаренко В. Российские суперкомпьютеры признаны одними из самых мощных в мире. – URL: https://4pda.ru/2019/06/23/358512/. (Дата обращения: 23.08.2019). ↑

57. Макаренко В. Российские суперкомпьютеры признаны одними из самых мощных в мире. – URL: https://4pda.ru/2019/06/23/358512/. (Дата обращения: 23.08.2019). ↑

58. Коваленко С. В., Платонова О. В., Микитин В. М. Указ. соч. – С. 86-87. ↑

59. Вишницкая А. Ю., Скобина Я. В. Указ. соч. – С. 292. ↑

60. Вишницкая А. Ю., Скобина Я. В. Указ. соч. – С. 292. ↑

61. Коваленко С. В., Платонова О. В., Микитин В. М. Указ. соч. – С. 86-87. ↑

62. Хасанов И. И., Логинова Е. А. Указ. соч. – С. 35-36. ↑

63. История отечественной электронной вычислительной техники / сост. С. А. Муравьёв. – М.: Столичная энциклопедия, 2014. – С. 104. ↑

64. Поваров Г. Н. Истоки российской кибернетики / Г. Н. Поваров. – М.: МИФИ, 2005. С. 8. ↑

65. Смолевицкая М. Э. Пионер отечественного компьютеростроения Сергей Алексеевич Лебедев (1902-1974) // Проблемы культурного наследия в области инженерной деятельности: сб. ст. – М., 2003. – Вып. 4. – С. 64-98. ↑

66. Смолевицкая М. Э. Указ. соч. – С. 66-67. ↑

67. История отечественной электронной вычислительной техники / сост. С. А. Муравьёв. – С. 111. ↑

68. Поваров Г. Н. Указ. соч. – С. 9. ↑

69. Малиновский Б. Н., Ревич Ю. В. Информационные технологии в СССР. Создатели советской вычислительной техники / Б. Н. Малиновский, Ю. В. Ревич. – СПб.: БХВ-Петербург, 2014. С. 211. ↑

70. История отечественной электронной вычислительной техники / сост. С. А. Муравьёв. – С. 151. ↑

71. Малиновский Б. Н., Ревич Ю. В. Указ. соч. – С. 216-220. ↑

72. Поваров Г. Н. Указ. соч. – С. 11. ↑

73. Поваров Г. Н. Указ. соч. – С. 12. ↑

74. История отечественной электронной вычислительной техники / сост. С. А. Муравьёв. – М.: Столичная энциклопедия, 2014. – С. 199-223. ↑

75. Малиновский Б. Н., Ревич Ю. В. Указ. соч. – С. 255. ↑

76. Малиновский Б. Н., Ревич Ю. В. Указ. соч. – С. 216-220. ↑

77. Поваров Г. Н. Указ. соч. – С. 14-17. ↑

78. История отечественной электронной вычислительной техники / сост. С. А. Муравьёв. – С. 408. ↑

79. Коваленко С. В., Платонова О. В., Микитин В. М. Указ. соч. – С. 88-91. ↑

80. Хасанов И. И., Логинова Е. А. Указ. соч. – С. 35-36. ↑

81. Макаренко В. Российские суперкомпьютеры признаны одними из самых мощных в мире. – URL: https://4pda.ru/2019/06/23/358512/. (Дата обращения: 23.08.2019). ↑

82. Макаренко В. Российские суперкомпьютеры признаны одними из самых мощных в мире. – URL: https://4pda.ru/2019/06/23/358512/. (Дата обращения: 23.08.2019). ↑

83. Ростех разработал первый суперкомпьютер на базе процессоров «Эльбрус». – URL: https://rostec.ru/news/rostekh-razrabotal-pervyy-superkompyuter-na-baze-protsessorov-elbrus/. (Дата обращения: 23.08.2019). ↑

84. Цит. по: Макаренко В. В России создали суперкомпьютер на базе процессоров «Эльбрус». – URL: https://4pda.ru/2019/05/26/357712/. (Дата обращения: 23.08.2019). ↑