Instrument de calcul

Mat??riel informatique est une plate-forme pour traitement de l'information.

Module mat??riel de calcul a ??volu?? ?? partir de machines qui doivent action manuelle distincte pour effectuer chaque op??ration arithm??tique, pour machines ?? cartes perfor??es, puis ?? ordinateurs par programme enregistr??. L'histoire de l'informatique-programme stock?? concerne tout d'abord l'architecture de l'ordinateur, ce est l'organisation des unit??s d'effectuer entr??e et de sortie, pour stocker des donn??es et de fonctionner comme un m??canisme int??gr??.

Avant le d??veloppement de l'ordinateur ?? usage g??n??ral, la plupart des calculs ont ??t?? effectu??s par l'homme. L'outil m??canique pour aider les humains avec des calculs num??riques ont ensuite ??t?? appel??s ??machines ?? calculer", par des noms de propri??t??, ou m??me comme ils sont maintenant, calculatrices . Ce sont ces humains qui ont utilis?? les machines qui ont ensuite ??t?? appel??s ordinateurs. Mis ?? part les chiffres ??crits, les premi??res aides ?? calcul ??taient les dispositifs purement m??caniques n??cessaires ?? l'op??rateur de mettre en place les valeurs initiales d'une op??ration arithm??tique ??l??mentaire, alors manipuler l'appareil pour obtenir le r??sultat. Un exemple sophistiqu??e (et relativement r??cente) est le r??gle ?? calcul dans lequel les nombres sont repr??sent??s comme des longueurs sur une ??chelle logarithmique et le calcul est effectu?? en r??glant un curseur et en alignant ??chelles coulissantes, ajoutant ainsi les longueurs. Chiffres pourraient ??tre repr??sent??s dans une "analogique" forme continue, par exemple une tension ou une autre propri??t?? physique a ??t?? cr???? pour ??tre proportionnelle au nombre. Les ordinateurs analogiques, comme ceux con??u et construit par Vannevar Bush avant la Seconde Guerre mondiale ??taient de ce type. Chiffres pourraient ??tre repr??sent??s sous la forme de chiffres, automatiquement manipul?? par un m??canisme m??canique. Bien que cette derni??re approche n??cessaire des m??canismes plus complexes dans de nombreux cas, il a fait d'une plus grande pr??cision des r??sultats.

Aux ??tats-Unis, le d??veloppement de l'ordinateur a ??t?? soutenue par les investissements massifs du gouvernement dans la technologie pour des applications militaires pendant la Seconde Guerre mondiale, puis la guerre froide. La derni??re confrontation entre les superpuissances a permis aux fabricants locaux pour transformer leurs machines en produits commercialement viables. Ce ??tait la m??me histoire en Europe, o?? l'adoption des ordinateurs a commenc?? en grande partie par des mesures proactives prises par les gouvernements nationaux pour stimuler le d??veloppement et le d??ploiement de la technologie.

L'invention d'amplificateurs ??lectroniques fait des machines beaucoup plus rapides que leurs pr??d??cesseurs m??caniques ou ??lectrom??caniques de calcul. tube ?? vide (valve thermo??onique) amplificateurs a fait place ?? l'??tat solide transistors, puis rapidement ?? circuits int??gr??s qui continuent de se am??liorer, pla??ant des millions de transistors commutateurs ??lectriques (g??n??ralement) sur une seule pi??ce minutieusement fabriqu?? de semi-conducteur de la taille d'un ongle. En battant le la tyrannie des nombres, des circuits int??gr??s a fait ?? grande vitesse et des ordinateurs num??riques ?? faible co??t une denr??e r??pandue. Il ya un effort constant pour faire du mat??riel informatique plus rapide, moins cher, et capable de stocker plus de donn??es.

mat??riel informatique est devenu une plate-forme pour des usages autres que la simple calcul, tels que l'automatisation des processus, les communications ??lectroniques, le contr??le de l'??quipement, divertissement, ??ducation, etc. Chaque champ ?? son tour a impos?? ses propres exigences sur le mat??riel, qui a ??volu?? en r??ponse ?? ceux exigences, telles que le r??le de la ??cran tactile pour cr??er un plus intuitive et interface utilisateur naturelle.

Comme tous les ordinateurs se appuient sur le stockage num??rique, et ont tendance ?? ??tre limit??e par la taille et la vitesse de la m??moire, de l'histoire le stockage des donn??es de l'ordinateur est li??e au d??veloppement de l'informatique.

Plus t??t mat??riel vrai

Dispositifs ont ??t?? utilis??s pour faciliter le calcul des milliers d'ann??es, la plupart du temps ?? l'aide one-to-one correspondance avec notre doigts. Le dispositif de comptage plus t??t ??tait probablement une forme de B??ton de comptage. Plus tard, les aides de tenue de dossiers ?? travers le Croissant fertile inclus calculs (sph??res d'argile, c??nes, etc.) qui repr??sentait compte d'??l??ments, sans doute, du b??tail ou des c??r??ales dans des conteneurs scell??s. L'utilisation de compter tiges est un exemple.

Le boulier a ??t?? utilis?? pour des t??ches d??but arithm??tiques. Ce que nous appelons aujourd'hui le Abacus romaine a ??t?? utilis??e dans la Babylonie d??s 2400 BC. Depuis, de nombreuses autres formes de conseils de navigation ?? l'estime ou tables ont ??t?? invent??s. Dans une Europe m??di??vale compter maison, un chiffon ?? damiers serait plac?? sur une table, et des marqueurs d??plac?? sur elle selon certaines r??gles, comme une aide au calcul de sommes d'argent.

Plusieurs ordinateurs analogiques ont ??t?? construits dans les temps anciens et m??di??vaux pour effectuer des calculs astronomiques. Ceux-ci comprennent le M??canisme d'Anticyth??re et astrolabe de la Gr??ce antique (c. 150-100 BC), qui sont g??n??ralement consid??r??s comme les premiers ordinateurs analogiques m??caniques connus. H??ron d'Alexandrie (c. 10-70 AD) a fait beaucoup de dispositifs m??caniques complexes, y compris les automates programmables et un panier. Autres premi??res versions de dispositifs m??caniques utilis??s pour effectuer un ou l'autre type de calculs incluent le planisph??re et d'autres dispositifs de calcul m??caniques invent??s par Al-Biruni (c AD 1000.); la ??quatoire et universel astrolabe de latitude-ind??pendante par Al-Zarqali (c AD 1015.); les ordinateurs analogiques astronomiques d'autres m??di??vale Astronomes et ing??nieurs musulmans; et le horloge astronomique tour de Su Song (c. 1090 AD) au cours de la dynastie des Song .

Suanpan (nombre repr??sent?? sur ce boulier est 6302715408)

Math??maticien et physicien ??cossais John Napier a not?? la multiplication et la division de nombres pourraient ??tre r??alis??es par l'addition et la soustraction, respectivement, de logarithmes de ces chiffres. Tout en produisant les premi??res tables logarithmiques Napier n??cessaire pour effectuer de nombreuses multiplications, et ce est ?? ce moment qu'il a con??u B??tons de Napier, un dispositif de boulier comme utilis?? pour la multiplication et la division. Depuis nombres r??els peuvent ??tre repr??sent??s comme des distances ou des intervalles sur une ligne, le r??gle ?? calcul a ??t?? invent?? dans le ann??es 1620 pour permettre les op??rations de multiplication et de division ?? effectuer beaucoup plus rapidement qu'auparavant. r??gles ?? calcul ont ??t?? utilis??s par des g??n??rations d'ing??nieurs et autres travailleurs professionnels math??matiquement concern??s, jusqu'?? l'invention de la calculatrice de poche .

Yazu Arithmom??tre. Brevet?? au Japon en 1903. Notez le levier pour faire tourner les engrenages de la calculatrice.

Wilhelm Schickard, un Allemand polymathe, con??u une horloge calcul en 1623. Il a fait usage d'un engrenage seule dent qui ne ??tait pas une solution ad??quate pour un m??canisme g??n??ral de transport. Un incendie a d??truit la machine lors de sa construction en 1624 et Schickard abandonn?? le projet. Deux croquis de lui ont ??t?? d??couverts en 1957, trop tard pour avoir un impact sur le d??veloppement des calculatrices m??caniques.

En 1642, alors qu'il ??tait encore adolescent, Blaise Pascal a commenc?? un travail de pionnier sur les machines ?? calculer et apr??s trois ans d'efforts et 50 prototypes il a invent?? le calculatrice m??canique. Il a construit une vingtaine de ces machines (appel?? La calculatrice ou Pascaline de Pascal) dans les dix ann??es suivantes. Neuf Pascalines ont surv??cu, dont la plupart sont expos??es dans des mus??es europ??ens.

Gottfried Wilhelm von Leibniz a invent?? le Cylindre cannel?? de Leibniz et son cylindres c??l??bres autour de 1672, tout en ajoutant la multiplication et la division directe ?? l'Pascaline. Leibniz a dit: ??Il est indigne d'excellents hommes de perdre des heures comme des esclaves dans le travail de calcul qui pourrait sans risque ??tre rel??gu?? ?? quelqu'un d'autre si les machines ont ??t?? utilis??s."

Vers 1820, Charles Xavier Thomas de Colmar a cr???? le premier succ??s, calculatrice m??canique produit en masse, le Thomas Arithmom??tre, qui pourrait ajouter, soustraire, multiplier et diviser. Il a ??t?? principalement bas?? sur les travaux de Leibniz. Calculatrices m??caniques, comme la base de dix- Addiator, la comptometer, le Monroe, le Et la Curta Addo-X est rest?? en usage jusqu'au ann??es 1970. Leibniz a ??galement d??crit le syst??me de num??ration binaire , un ingr??dient central de tous les ordinateurs modernes. Cependant, jusqu'?? les ann??es 1940, de nombreux mod??les ult??rieurs (y compris Charles Babbage machines s 'de la 1822 et m??me ENIAC 1945) ??tait bas??e sur le syst??me d??cimal; Les compteurs en anneau d'ENIAC ??mul??s le fonctionnement des roues de chiffres d'une machine ajoutant m??canique.

Au Japon, Ryoichi Yazu brevet?? une calculatrice m??canique appel?? l'Yazu Arithmom??tre en 1903. Il se agissait d'un seul cylindre et 22 engins, et employait la base-2 et la base-5 syst??me de nombre mixte familier pour les utilisateurs ?? la soroban (du boulier japonais). Carry et ?? la fin de calcul ont ??t?? d??termin??s automatiquement. Plus de 200 unit??s ont ??t?? vendues, principalement ?? des organismes gouvernementaux tels que le Minist??re de la Guerre et stations exp??rimentales agricoles.

1801: technologie de carte perfor??e

Syst??me de cartes perfor??es d'une machine de musique, ??galement appel??e la musique du livre

En 1801, Joseph-Marie Jacquard d??velopp?? un m??tier ?? tisser dans lequel le motif en cours de tissage a ??t?? contr??l??e par cartes perfor??es. La s??rie de cartes peut ??tre modifi?? sans changer la conception m??canique du m??tier ?? tisser. Ce ??tait une ??tape d??cisive dans la programmabilit??. Sa machine ??tait une am??lioration par rapport ?? tisser tissage similaire. Les cartes perfor??es ont ??t?? pr??c??d??es par des bandes perfor??es, comme dans la machine propos??e par Basile Bouchon. Ces bandes seraient inspirer d'enregistrement d'informations pour les pianos automatiques et plus r??cemment NC machines-outils.

En 1833, Charles Babbage d??plac?? sur de d??velopper son moteur de diff??rence (pour les calculs de navigation) ?? une conception polyvalente, le moteur analytique, qui a attir?? directement sur les cartes perfor??es de Jacquard pour son stockage de programme. En 1837, Babbage a d??crit son moteur analytique. Ce ??tait un ordinateur programmable polyvalent, utilisant des cartes perfor??es pour l'entr??e et une machine ?? vapeur pour le pouvoir, en utilisant les positions des engrenages et arbres pour repr??senter des nombres. Son id??e initiale ??tait d'utiliser des cartes perfor??es pour contr??ler une machine qui pourrait calculer et imprimer les tables de logarithmes avec grand pr??cision (une machine ?? usage sp??cial). L'id??e de Babbage est bient??t d??velopp?? en un ordinateur programmable d'usage g??n??ral. Alors que sa conception ??tait son et les plans ??taient probablement correcte, ou au moins d??bogable, le projet a ??t?? ralentie par divers probl??mes y compris les litiges avec les principales parties de construction de machiniste pour elle. Babbage ??tait un homme difficile ?? travailler avec tout le monde et a fait valoir. Toutes les pi??ces pour sa machine ont d?? ??tre faits ?? la main. De petites erreurs dans chaque ??l??ment peut parfois r??sumer de causer des ??carts importants. Dans une machine avec des milliers de pi??ces, qui exigeaient ces parties ?? ??tre beaucoup mieux que les tol??rances habituelles n??cessaires ?? l'??poque, ce ??tait un probl??me majeur. Le projet dissous dans des litiges avec l'artisan qui construit des pi??ces et se est termin??e avec la d??cision du gouvernement britannique de cesser de financer. Ada Lovelace, Lord Byron fille ??, traduit et ajout?? des notes ?? la ??Croquis du moteur analytique" par Federico Luigi, Conte Menabrea. Cela semble ??tre la premi??re description publi??e de programmation.

Une reconstruction de la Difference Engine II, un design plus t??t, plus limit??e, est op??rationnel depuis 1991 ?? la Science Museum de Londres. Avec quelques changements triviaux, il fonctionne exactement comme Babbage con??u et montre que les id??es de conception de Babbage ??taient correctes, simplement trop en avance sur son temps. Le mus??e utilis?? machines-outils command??es par ordinateur pour construire les pi??ces n??cessaires, en utilisant un bon machiniste tol??rances de la p??riode aurait ??t?? en mesure d'atteindre. L'??chec de Babbage pour compl??ter le moteur d'analyse peut ??tre principalement attribu??e ?? des difficult??s non seulement de la politique et de financement, mais aussi de son d??sir de d??velopper un ordinateur de plus en plus sophistiqu?? et ?? aller de l'avant plus rapidement que quiconque pourrait suivre.

Une machine bas??e sur le moteur de diff??rence de Babbage a ??t?? construit en 1843 par Georg Scheutz et son fils ??douard. Un moteur de calcul Scheutzian am??lior?? a ??t?? vendu au gouvernement britannique et un mod??le plus tard, a ??t?? vendu au gouvernement am??ricain et ceux-ci ont ??t?? utilis??s avec succ??s dans la production de tables logarithmiques.

Apr??s Babbage, bien que pas au courant de son travail plus t??t, ??tait Percy Ludgate, un comptable de Dublin, Irlande. Il a con??u ind??pendamment d'un ordinateur m??canique programmable, qu'il a d??crit dans un ouvrage qui a ??t?? publi?? en 1909.

1880: stockage de donn??es de cartes perfor??es

IBM carte perfor??e Machines comptables ?? la Social Security Administration des ??tats-Unis en 1936.

?? la fin des ann??es 1880, l'American Herman Hollerith a invent?? le stockage de donn??es sur un support pouvant ??tre lu par une machine. Utilisations ant??rieures de supports lisibles par machine ont ??t?? pour le contr??le ( tels que les automates rouleaux de piano ou m??tiers ?? tisser), pas de donn??es. "Apr??s quelques essais initiaux avec du ruban de papier, il se installe sur cartes perfor??es ... "Hollerith est venu ?? utiliser des cartes perfor??es apr??s avoir observ?? comment conducteurs de chemin de fer cod??s caract??ristiques personnelles de chaque passager ?? coups de poings sur leurs billets. Pour traiter ces cartes perfor??es Il a invent?? le tabulation, et de la machine de poin??on cl??. Ces trois inventions ??taient le fondement de l'industrie moderne de traitement de l'information. Ses machines utilis??es m??canique relais (et sol??no??des) pour incr??menter compteurs m??caniques. La m??thode de Hollerith a ??t?? utilis?? dans la Recensement des ??tats-Unis de 1890 et les r??sultats ont ??t?? remplis "... finis mois d'avance et beaucoup en de???? du budget". En effet, le recensement a ??t?? trait??e ann??e plus rapidement que le recensement avait ??t?? avant. La compagnie de Hollerith a fini par devenir le noyau de IBM . IBM a d??velopp?? la technologie de carte perfor??e en un outil puissant pour les entreprises de traitement des donn??es et produit une vaste gamme de unit?? ??quipements d'enregistrement. En 1950, la carte IBM ??tait devenu omnipr??sent dans l'industrie et le gouvernement. L'avertissement imprim?? sur la plupart des cartes destin??es ?? la circulation en tant que documents (ch??ques, par exemple), "Ne pas plier, broche ou mutiler ", est devenu un slogan pour l'??re post-Seconde Guerre mondiale.

Cartes perfor??es Tabulator, 1961

Cartes perfor??es avec l'alphabet ??tendu

Les articles de Leslie Comrie sur les m??thodes de cartes perfor??es et La publication de WJ Eckert des m??thodes carte perfor??e en Calcul Scientifique en 1940, les techniques de cartes perfor??es d??crites suffisamment avanc??es pour r??soudre certaines ??quations diff??rentielles ou d'effectuer la multiplication et la division en utilisant des repr??sentations en virgule flottante, le tout sur des cartes perfor??es et unitaires records machines. Ces m??mes machines avaient ??t?? utilis??es pendant la Seconde Guerre mondiale pour le traitement statistique cryptographique. A l'image de la tabulatrice (voir ?? gauche), notez le panneau de commande, qui est visible sur le c??t?? droit de la tabulation. Une rang??e de commutateurs ?? bascule est au-dessus du panneau de contr??le. Le Thomas J. Watson astronomique Informatique Bureau, Universit?? de Columbia effectu?? des calculs astronomiques repr??sentant l'??tat de l'art dans informatique.

Programmation informatique ?? l'??poque de cartes perfor??es a ??t?? centr?? dans le "centre informatique". Les utilisateurs d'ordinateurs, par exemple sciences et en g??nie dans les universit??s, les ??tudiants soumettraient leurs missions de programmation pour leur centre informatique local sous la forme d'un jeu de cartes perfor??es, une carte par ligne de programme. Ils devaient ensuite attendre que le programme ?? lire dans, en file d'attente pour le traitement, compil?? et ex??cut??. En temps voulu, une impression de tout r??sultat, marqu?? par l'identification de l'exp??diteur, serait plac?? dans un bac de sortie, g??n??ralement dans le hall de centre informatique. Dans de nombreux cas, ces r??sultats seraient seulement une s??rie de messages d'erreur, n??cessitant encore un autre cycle de modifier-punch-compilation-ex??cution. Les cartes perfor??es sont encore utilis??s et fabriqu??s ?? ce jour, et leurs dimensions et capacit??s distinctives (80 colonnes) peuvent encore ??tre reconnus dans des formes, des dossiers et des programmes dans le monde entier. Ils sont de la taille du papier-monnaie am??ricaine ?? l'??poque de Hollerith, un choix qu'il a fait parce qu'il y avait d??j?? des ??quipements disponibles pour traiter les factures.

Calculatrices de bureau

Le Calculatrice Curta peut ??galement faire multiplication et la division.

D??s le 20e si??cle, les calculatrices m??caniques ant??rieures, caisses enregistreuses, machines comptables, et ainsi de suite ont ??t?? redessin??s pour utiliser des moteurs ??lectriques, la position de vitesse que la repr??sentation de l'??tat d'une variable. Le mot "ordinateur" ??tait un titre de travail assign?? ?? des gens qui ont utilis?? ces calculatrices pour effectuer des calculs math??matiques. Dans les ann??es 1920 L'int??r??t de Lewis Fry Richardson pour la pr??vision m??t??orologique a amen?? ?? proposer ordinateurs humaines et analyse num??rique pour mod??liser le temps; ?? ce jour, les ordinateurs les plus puissants sur la Terre sont n??cessaires pour mod??liser ad??quatement son temps en utilisant la ??quations de Navier-Stokes.

Des entreprises comme Friden, Marchant Calculatrice et Monroe fait Mechanical Desktop calculatrices des ann??es 1930 qui pourraient ajouter, soustraire, multiplier et diviser. Pendant le Projet Manhattan, futur laur??at du prix Nobel Richard Feynman ??tait le superviseur des ordinateurs humains qui ont compris l'utilisation des ??quations diff??rentielles qui ??taient r??solus ?? l'effort de guerre.

En 1948, la Curta a ??t?? introduit. Ce est un petit portable, calculatrice, m??canique qui ??tait de la taille d'un moulin ?? poivre. Au fil du temps, pendant les ann??es 1950 et 1960 une vari??t?? de diff??rentes marques de calculatrices m??caniques apparu sur le march??. La premi??re calculatrice de bureau enti??rement ??lectronique a ??t?? la Colombie- ANITA Mk.VII, qui a utilis?? une Nixie affichage ?? tube et 177 Sub tubes ?? thyratron. En Juin 1963, a introduit le Friden quatre fonctions EC-130. Il avait une capacit?? de conception tout-transistor, 13 chiffres sur un 5 pouces (130 mm) CRT, et introduit Notation polonaise inverse (RPN) pour le march?? de la calculatrice ?? un prix de $ 2,200. Le mod??le EC-132 a ajout?? racines et les fonctions r??ciproques. En 1965, Wang Laboratories a produit le LOCI-2, ?? 10 chiffres calculatrice de bureau ?? transistors qui a utilis?? un affichage ?? tube Nixie et pourrait calculer des logarithmes .

Dans les premiers jours d'ordinateurs ?? tubes ?? vide binaires, leur fiabilit?? ??tait assez pauvre pour justifier la commercialisation d'une version octal m??canique ("Binary Octal") de la calculatrice de bureau Marchant. Il ??tait destin?? ?? contr??ler et de v??rifier les r??sultats du calcul de ces ordinateurs.

Ordinateurs analogiques avanc??e

Cambridge analyseur diff??rentiel, 1938

Avant la Seconde Guerre mondiale , m??canique et ??lectrique ordinateurs analogiques ont ??t?? consid??r??s comme ??l'??tat de l'art", et beaucoup pensaient qu'ils ??taient l'avenir de l'informatique. Les ordinateurs analogiques profiter des fortes similitudes entre les propri??t??s math??matiques de-la ?? petite ??chelle position et le mouvement des roues ou la tension et le courant de composants ??lectroniques et-les math??matiques d'autres ph??nom??nes physiques, par exemple, des trajectoires balistiques, l'inertie, la r??sonance, transfert d'??nergie, l'??lan, et ainsi de suite. Ils mod??lisent les ph??nom??nes physiques avec ??lectrique tensions et que les quantit??s de courants analogiques.

Id??alement, ces syst??mes analogiques fonctionnent en cr??ant ??lectrique ' des analogues 'd'autres syst??mes, permettant aux utilisateurs de pr??dire le comportement des syst??mes d'int??r??t en observant les analogues ??lectriques. Le plus utile des analogies ??tait la fa??on dont le comportement ?? petite ??chelle pourrait ??tre repr??sent?? par ??quations int??grales et diff??rentielles, et pourraient donc ??tre utilis??es pour r??soudre ces ??quations. Un exemple ing??nieux d'une telle machine, en utilisant l'eau comme la quantit?? analogique, est le int??grateur de l'eau construit en 1928; un exemple ??lectrique est la Machine Mallock construit en 1941. Un planim??tre est un dispositif qui ne int??grales, en utilisant la distance que la quantit?? analogique. Contrairement aux ordinateurs num??riques modernes, ordinateurs analogiques ne sont pas tr??s flexible, et doivent ??tre refaite manuellement pour les passer de travailler sur un probl??me ?? l'autre. Les ordinateurs analogiques avaient un avantage sur les ordinateurs num??riques d??but en ce sens qu'ils pourraient ??tre utilis??s pour r??soudre des probl??mes complexes en utilisant des analogues de comportement alors que les premi??res tentatives ordinateurs num??riques ??taient assez limit??es.

Certains des ordinateurs analogiques les plus largement d??ploy??s inclus dispositifs pour armes destin??es, comme le Viseur Norden, et Syst??mes anti-incendies, tels que Le syst??me Argo Arthur Pollen pour les navires. Certains sont rest??s en service pendant des d??cennies apr??s la Seconde Guerre mondiale; la Mark I incendie en Automatique a ??t?? d??ploy?? par le United States Navy sur une vari??t?? de navires de destroyers ?? cuirass??s . D'autres ordinateurs analogiques inclus le Heathkit EC-1, et l'hydraulique Moniac informatique qui a model?? les flux ??conom??triques.

L'art de la m??canique calcul analogique a atteint son apog??e avec le analyseur diff??rentiel, construit par HL et Hazen Vannevar Bush au MIT ?? partir de 1927, qui ?? son tour construite sur les int??grateurs m??caniques invent??s en 1876 par James Thomson et les amplificateurs de couple invent??s par HW Nieman. Une douzaine de ces appareils ont ??t?? construits avant leur obsolescence ??tait ??vident; le plus puissant a ??t?? construit ?? la Universit?? de Pennsylvanie Moore ??cole de g??nie ??lectrique, o?? le ENIAC a ??t?? construit. Ordinateurs ??lectroniques num??riques tels que l'ENIAC sonn??rent le glas pour la plupart des machines de calcul analogiques, mais les ordinateurs analogiques hybride, contr??l??s par l'??lectronique num??rique, rest??e en usage substantielle dans les ann??es 1950 et 1960, et plus tard dans certaines applications sp??cialis??es.

Early calcul ??lectronique num??rique

Friden perforateur de bande de papier. Programmes de bandes perfor??es seraient beaucoup plus long que le court fragment de la bande de papier jaune montr??.

L'??re de l'informatique moderne a commenc?? avec une rafale de d??veloppement avant et pendant la Seconde Guerre mondiale.

Au d??but, les composants ??lectrom??caniques, comme des relais ont ??t?? employ??es. George Stibitz est internationalement reconnu comme l'un des p??res de l'ordinateur num??rique moderne. Tout en travaillant ?? Bell Labs en Novembre 1937, Stibitz invent?? et construit une calculatrice ?? base de relais qu'il surnomm?? le "mod??le K?? (pour ??table de la cuisine", sur lequel il avait assembl?? il), qui ??tait le premier ?? calculer ?? l'aide sous forme binaire .

Cependant, des ??l??ments de circuit ??lectroniques remplac?? leurs ??quivalents m??caniques et ??lectrom??caniques, et les calculs num??riques remplac??es calculs analogiques. Les machines telles que la Z3, le Atanasoff-Berry Computer, le Ordinateurs Colossus, et de la ENIAC ont ??t?? construits ?? la main en utilisant des circuits contenant des relais ou des valves (tubes ?? vide), et souvent utilis?? cartes perfor??es ou bande perfor??e pour l'entr??e et le support de m??morisation principal (non volatile). D??finition d'un seul point dans la s??rie comme le ??premier ordinateur" manque de nombreuses subtilit??s (voir le tableau ??D??finition des caract??ristiques de certains ordinateurs num??riques d??but des ann??es 1940?? ci-dessous).

Turing

Alan Turing 1936 papier s 'est av??r?? tr??s influent dans l'informatique et l'informatique de deux fa??ons. Son but principal ??tait de prouver qu'il y avait des probl??mes (?? savoir la probl??me de l'arr??t) qui ne pouvait pas ??tre r??solu par un processus s??quentiel. Ce faisant, Turing a donn?? une d??finition universelle d'un ordinateur qui ex??cute un programme stock?? sur bande. Cette construction est venu ?? ??tre appel?? Machine de Turing. Sauf pour les limitations impos??es par leurs magasins de m??moire limit??es, les ordinateurs modernes sont dits Turing-complet, ce est ?? dire, ils ont algorithme capacit?? d'ex??cution ??quivalent ?? un machine universelle Turing.

La demi-pouce (12,7 mm) bande magn??tique, ?? l'origine ??crit avec 7 titres et plus tard 9-pistes.

Pour une machine de calcul pour ??tre un ordinateur ?? usage g??n??ral pratique, il doit y avoir un m??canisme de lecture-??criture pratique, bande perfor??e, par exemple. Avec la connaissance de la valeur th??orique "machine informatique universel" de Alan Turing John von Neumann d??fini une architecture qui utilise le m??me m??moire ?? la fois aux programmes et stocker des donn??es: pratiquement tous les ordinateurs modernes utilisent cette architecture (ou une variante). Bien qu'il soit th??oriquement possible de mettre en ??uvre un ordinateur complet enti??rement m??caniquement (comme la conception de Babbage a montr??), l'??lectronique rendu possible la vitesse et plus tard la miniaturisation qui caract??risent les ordinateurs modernes.

Il y avait trois courants parall??les de d??veloppement informatique ?? l'??poque de la Seconde Guerre mondiale; le premier flux largement ignor??, et le second courant d??lib??r??ment tenu secret. Le premier ??tait le travail allemand Konrad Zuse. Le second ??tait le d??veloppement secret des ordinateurs Colossus au Royaume-Uni. Aucune de ces eu beaucoup d'influence sur les diff??rents projets informatiques aux ??tats-Unis, mais une partie de la technologie LED, par l'interm??diaire de Turing et d'autres, au premier ordinateur ??lectronique commercial. Le troisi??me courant du d??veloppement informatique ??tait Eckert et ENIAC et EDVAC de Mauchly, qui a ??t?? largement diffus??.

Zuse

Une reproduction de l'ordinateur de Zuse Z1

Travailler dans l'isolement en Allemagne, Konrad Zuse a commenc?? la construction en 1936 de ses premi??res calculatrices Z-s??rie mettant en m??moire et programmabilit?? (initialement limit??e). Zuse de purement m??canique, mais d??j?? binaire Z1, termin?? en 1938, n'a jamais travaill?? de mani??re fiable en raison de probl??mes avec la pr??cision de pi??ces.

Machine tard de Zuse, le Z3, a ??t?? achev?? en 1941. Il est bas?? sur des relais t??l??phoniques et ne fonctionne de mani??re satisfaisante. Le Z3 est ainsi devenu le premier programme-contr??l??e, tout usage, ordinateur num??rique fonctionnelle du monde. ?? bien des ??gards ce ??tait assez similaire ?? des machines modernes, de nombreuses avanc??es pionni??res, comme nombres ?? virgule flottante. Remplacement du syst??me d??cimal difficiles ?? mettre en ??uvre (utilis?? dans Charles Babbage mod??le ant??rieur s ') par le simple binaire syst??me signifiait que les machines de Zuse ??taient plus faciles ?? construire et potentiellement plus fiables, ??tant donn?? les technologies disponibles ?? ce moment.

Les programmes ont ??t?? introduits dans Z3 sur des films perfor??s. Sauts conditionnels ??taient absents, mais depuis les ann??es 1990, il a ??t?? prouv?? th??oriquement que Z3 ??tait encore un ordinateur universel (comme toujours, ignorant les limites physiques de stockage). Dans deux 1936 demandes de brevets, Konrad Zuse ??galement pr??vu que les instructions de la machine pourraient ??tre stock??es dans le m??me stockage utilis?? pour les donn??es-cl?? de la perspicacit?? ce qui est devenu connu sous le nom architecture de von Neumann, d'abord mis en ??uvre dans le British SSEM de 1948. Zuse a ??galement affirm?? avoir con??u le premier niveau sup??rieur langage de programmation , qu'il nomma Plankalk??l, en 1945 (publi?? en 1948) m??me se il a ??t?? mis en ??uvre pour la premi??re fois en 1998, puis ?? nouveau en 2000 par une ??quipe autour Ra??l Rojas ?? la Universit?? libre de Berlin.

Zuse subi des revers pendant la Seconde Guerre mondiale, lorsque certains de ses machines ont ??t?? d??truits dans le cadre de Campagnes de bombardements alli??s. Apparemment, son travail est rest?? largement inconnu ing??nieurs dans le Royaume-Uni et des ??tats-Unis que beaucoup plus tard, mais au moins IBM ??tait au courant de ce que elle a financ?? son entreprise de d??marrage d'apr??s-guerre en 1946 en ??change d'une option sur les brevets de Zuse.

Colosse

Colossus a ??t?? utilis?? pour briser chiffres allemands pendant la Seconde Guerre mondiale.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, les Britanniques ?? Bletchley Park (40 miles au nord de Londres) a r??alis?? un certain nombre de succ??s ?? briser crypt??s communications militaires allemands. La machine de chiffrement allemand, Enigma , a ??t?? attaqu?? ?? l'aide de machines ??lectro-m??canique appel?? bombes. La bombe, con??u par Alan Turing et Gordon Welchman, apr??s la cryptographique polonaise bomba par Marian Rejewski (1938), est entr?? en utilisation productive en 1941. Ils ont r??gn?? sur les r??glages possibles Enigma en effectuant cha??nes de d??ductions logiques mises en ??uvre ??lectriquement. La plupart des possibilit??s conduit ?? une contradiction, et le peu restant pourrait ??tre test?? ?? la main.

Les Allemands ont aussi d??velopp?? une s??rie de syst??mes de cryptage de t??l??imprimeur, tr??s diff??rente de Enigma. Le Lorenz SZ 40/42 machine a ??t?? utilis??e pour les communications de l'Arm??e de haut niveau, appel?? "thon" par les Britanniques. Les premi??res interceptions de messages Lorenz ont commenc?? en 1941. Dans le cadre d'une attaque sur Tunny, Max Newman et ses coll??gues ont contribu?? ?? pr??ciser le colosse. Le Mk I Colossus a ??t?? construit entre Mars et D??cembre 1943 par Tommy Flowers et ses coll??gues de la Bureau de poste Station de recherche au Dollis Hill ?? Londres, puis exp??di??s ?? Bletchley Park en Janvier 1944.

Colossus a ??t?? le premier dispositif informatique programmable ??lectronique au monde. Il a utilis?? un grand nombre de valves (tubes ?? vide). Il avait entr??e papier-bande et ??tait capable d'??tre configur?? pour effectuer une vari??t?? de logiques bool??ens op??rations sur ses donn??es, mais ce ne ??tait pas Turing-complet. Neuf Mk II colosses ont ??t?? construits (Le Mk I a ??t?? converti en Mk II faisant dix machines au total). D??tails de leur existence, la conception et l'utilisation ont ??t?? gard??s secrets jusque dans les ann??es 1970. Winston Churchill personnellement donn?? l'ordre de leur destruction en morceaux pas plus grand que la main d'un homme, de garder le secret que les Britanniques ??taient capables de fissuration Lorenz pendant le froid venant en sens inverse guerre. Deux de ces machines ont ??t?? transf??r??s ?? la nouvellement form??e GCHQ et les autres ont ??t?? d??truits. En cons??quence, les machines ne ont pas ??t?? inclus dans de nombreuses histoires de l'informatique. Une copie de travail reconstitu?? de l'une des machines de Colossus est maintenant expos??e ?? Bletchley Park.

D??veloppements am??ricains

En 1937, Claude Shannon a montr?? il ya un one-to-one correspondance entre les concepts de la logique bool??enne et certains circuits ??lectriques, maintenant appel?? portes logiques, qui sont aujourd'hui omnipr??sents dans les ordinateurs num??riques. Dans sa th??se de ma??trise ?? MIT, pour la premi??re fois dans l'histoire, Shannon a montr?? que les relais et les interrupteurs ??lectroniques peuvent r??aliser le expressions de Alg??bre de Boole. Intitul??e Une analyse symbolique de relais et de circuits de commutation, la th??se de Shannon essentiellement fond??e pratique conception de circuits num??riques. George Stibitz compl??t?? un ordinateur ?? base de relais qu'il a baptis?? la "Mod??le K" au Bell Labs en Novembre 1937. Bell Labs a autoris?? un programme de recherche complet ?? la fin de 1938 avec Stibitz ?? la barre. Leur Complex Number Calculator, est achev?? 8 Janvier 1940, a ??t?? en mesure de calculer les nombres complexes . Lors d'une d??monstration ?? la Conf??rence American Mathematical Society au Dartmouth College le 11 Septembre 1940, Stibitz a pu envoyer le Complex Number Calculator commandes ?? distance sur des lignes t??l??phoniques par un t??l??scripteur. Ce ??tait la premi??re machine ?? calculer jamais utilis?? ?? distance, dans ce cas sur une ligne de t??l??phone. Certains participants ?? la conf??rence qui a assist?? ?? la manifestation ??taient John von Neumann , John Mauchly et Norbert Wiener, qui a ??crit ?? ce sujet dans leurs m??moires.

R??plique Atanasoff-Berry Computer au 1er ??tage de Durham Centre, Iowa State University

En 1939, John Vincent Atanasoff et Clifford E. Berry de l'Iowa State University ont d??velopp?? le Atanasoff-Berry Computer (ABC), Le Atanasoff-Berry Computer a été le premier ordinateur numérique électronique au monde. Le design utilisé plus de 300 tubes à vide et employait condensateurs fixes dans un tambour rotatif mécanique pour la mémoire. Bien que la machine ABC était pas programmable, il était le premier à utiliser des tubes électroniques dans un additionneur. ENIAC co-inventeur John Mauchly examiné l'ABC en Juin 1941, et son influence sur la conception de la machine ENIAC tard est un sujet de discorde entre les historiens de l'ordinateur. L'ABC a été largement oublié jusqu'à ce qu'il est devenu le centre de la poursuite Honeywell v. Sperry Rand , la décision de qui a invalidé le brevet ENIAC (et plusieurs autres) que, parmi les nombreuses raisons, ayant été anticipé par le travail de Atanasoff.

En 1939, le développement a commencé à Endicott les laboratoires d'IBM sur le Harvard Mark I. Connu officiellement comme la séquence automatique Calculatrice contrôlée, le Mark I était un ordinateur électromécanique usage général construit avec le financement IBM et avec l'aide du personnel d'IBM, sous la direction de Harvard mathématicien Howard Aiken. Son design a été influencé par la machine analytique de Babbage, utilisant des roues arithmétiques et de stockage et des commutateurs rotatifs décimaux, en plus de relais électromagnétiques. Il était programmable via une bande de papier perforée, et contenait plusieurs unités de calcul fonctionnant en parallèle. Les versions ultérieures contenaient plusieurs lecteurs de bandes de papier et la machine pourrait basculer entre les lecteurs basés sur un état. Néanmoins, la machine était pas tout à fait Turing-complet. Le Mark I a été déplacé à l'Université Harvard et a commencé à fonctionner mai 1944.

ENIAC

ENIAC effectu??e balistique calculs de trajectoire de 160 kW de puissance

L'ENIAC construction am??ricaine (Electronic Numerical Integrator and Computer) ??tait le premier ordinateur ??lectronique universel. Il combin??e, pour la premi??re fois, la vitesse ??lev??e de l'??lectronique avec la capacit?? ?? programmer de nombreux probl??mes complexes. Il pourrait ajouter ou soustraire 5000 fois par seconde, mille fois plus rapide que toute autre machine. Il avait ??galement des modules ?? multiplier et diviser, et la racine carr??e. M??moire haute vitesse a ??t?? limit??e ?? 20 mots (environ 80 octets). Construit sous la direction de John Mauchly et J. Eckert au Presper Universit?? de Pennsylvanie, le d??veloppement et la construction de ENIAC a dur?? de 1943 ?? pleine op??ration ?? la fin de 1945. La machine ??tait ??norme, pesant 30 tonnes, en utilisant 200 kilowatts d'??nergie ??lectrique et plus de 18 000 tubes ?? vide contenues, 1500 relais, et des centaines de milliers de r??sistances, condensateurs et inductances,. L'un des principaux exploits d'ing??nierie ??tait de r??duire au minimum le tube ??puisement professionnel, qui ??tait un probl??me commun ?? l'??poque. La machine ??tait en cours d'utilisation presque constante pour les dix prochaines ann??es.

ENIAC ??tait sans ambigu??t?? un dispositif Turing-complet. Il pourrait calculer tout probl??me (ce serait tenir en m??moire). Un ??programme?? sur l'ENIAC, cependant, a ??t?? d??finie par les ??tats de ses c??bles et commutateurs patch, loin de la programme stock?? des machines ??lectroniques qui sont venus plus tard. Une fois qu'un programme a ??t?? ??crit, il a d?? ??tre mis m??caniquement dans la machine. Six femmes ont fait la plupart de la programmation du ENIAC. (Am??liorations r??alis??es en 1948 ont permis d'ex??cuter des programmes stock??s fix??s dans la m??moire de table de fonction, ce qui fait de programmation moins un "one-off" d'effort, et plus syst??matique).

Manchester "b??b??"

R??plique de la petite ??chelle machine exp??rimentale (SSEM) au Mus??e des sciences et de l'Industrie Castlefield,Manchester

Le Manchester petite échelle expérimentale Machine, surnommébébé, a été le premier au monde ordinateur ?? programme enregistr??.Il a été construit à l'Université Victoria de Manchester parFrederic C. Williams,Tom Kilburn et Geoff Tootill, et a couru son premier programme, le 21 Juin, 1948.

La machine n'a pas été conçu pour être un ordinateur pratique, mais a plutôt été conçu comme un banc d'essai pour le tube de Williams, une forme précoce de la mémoire de l'ordinateur. Bien que considérée comme «petite et primitive" par les normes de son temps, il était la première machine de travail pour contenir tous les éléments essentiels à un ordinateur électronique moderne. Dès que le SSEM avait démontré la faisabilité de sa conception, un projet a été lancé à l'université de la développer dans un ordinateur plus utilisable, le Manchester Mark 1. Le Mark 1 à son tour est rapidement devenu le prototype pour le Mark Ferranti 1, le premier ordinateur disponible dans le commerce à des fins générales de monde.

Le SSEM avait une 32 bit longueur de mot et un mémoire de 32 mots. Comme il a été conçu pour être l'ordinateur le plus simple-programme stocké possible, les seules opérations arithmétiques mises en ??uvre dans le matériel étaient soustraction et la négation; autres opérations arithmétiques ont été mises en ??uvre dans le logiciel. Le premier des trois programmes écrits pour la machine trouvé le plus diviseur propre de 2 ¹⁸ (262 144), un calcul qui a été connu prendrait beaucoup de temps à courir et donc de prouver la fiabilité par de l'ordinateur tester tout entier à partir de 2 ¹⁸ - 1 à la baisse, que la division a été mis en ??uvre par soustraction répétée du diviseur. Le programme se composait de 17 instructions et a couru pendant 52 minutes avant d'atteindre la réponse correcte de 131,072, après la SSEM avait effectué 3,5 millions opérations (pour une vitesse de CPU efficace de 1,1 kips).

Caractéristiques informatiques début

Machines de première génération

Conception de l'architecture de von Neumann (1947)

Même avant l'ENIAC a été terminé, Eckert et Mauchly reconnu ses limites et a commencé la conception d'un ordinateur à programme enregistré, EDVAC. John von Neumann a été crédité d'un rapport largement diffusé décrivant la conception EDVAC dans lequel ont été stockés à la fois les programmes et les données de travail dans un seul magasin, unifiée. Cette conception de base, noté l' architecture de von Neumann, servirait de base pour le développement dans le monde entier des successeurs d'ENIAC. Dans cette génération d'équipement, le stockage temporaire ou de travail a été fourni par des lignes à retard acoustiques, qui a utilisé le temps de propagation du son à travers un milieu tel que le liquide de mercure (soit par l'intermédiaire d'un fil) pour stocker des données de brièvement. Une s??rie de impulsions acoustiques sont transmises le long d'un tube; après un certain temps, que l'impulsion atteint l'extrémité du tube, le circuit détecte si l'impulsion représente un 1 ou 0 et a provoqué l'oscillateur de ré-envoyer l'impulsion. D'autres ont utilisé des tubes Williams, qui utilisent la capacité d'un petit tube à rayons cathodiques (CRT) pour stocker et récupérer des données comme zones chargées sur l'écran fluorescent. En 1954, la mémoire de noyau magnétique a été supplante rapidement la plupart des autres formes de stockage temporaire, et a dominé le terrain à travers le milieu des années 1970.

Noyau magnétique mémoire. Chaque noyau est l'un bits.

EDVAC était le premier ordinateur à programme enregistré conçu; Cependant il n'a pas été le premier à fonctionner. Eckert et Mauchly quitté le projet et sa construction ont pataugé. La première machine de travail von Neumann était le Manchester "Baby" ou à petite échelle machine expérimentale, développée par Frederic C. Williams et Tom Kilburn à l' Université de Manchester en 1948 comme un banc d'essai pour le tube de Williams; il a été suivi en 1949 par l' ordinateur Manchester Mark 1, un système complet, utilisant Williams tube et la mémoire à tambour magnétique, et l'introduction de registres d'index. L'autre concurrent pour le titre de "premier ordinateur numérique à programme enregistré" avait été EDSAC, conçu et construit à l' Université de Cambridge . Opérationnel moins d'un an après la Manchester "Baby", il était également capable d'affronter les vrais problèmes. EDSAC été inspiré par les plans pour EDVAC (électronique variable discrète automatique de l'ordinateur), le successeur de l'ENIAC; ces plans étaient déjà en place au moment ENIAC était succès opérationnel. Contrairement ENIAC, qui a utilisé le traitement parallèle, EDVAC utilisé une seule unité de traitement. Cette conception était simple et a été le premier à être mis en ??uvre dans chaque vague successive de miniaturisation et une fiabilité accrue. Certains considèrent Manchester Mark 1 / EDSAC / EDVAC comme le «Eves" à partir de laquelle presque tous les ordinateurs actuels tirent leur architecture. La machine de l'Université de Manchester est devenu le prototype pour le Ferranti Mark 1. La première Ferranti Mark 1 machine a été livrée à l'Université en Février 1951 et au moins neuf autres personnes ont été vendus entre 1951 et 1957.

Le premier ordinateur programmable universelle à l'Union soviétique a été créé par une équipe de scientifiques sous la direction de Sergei Lebedev Alekseyevich de Kiev Institut de Technologie de l'électronique, de l'Union soviétique (aujourd'hui en Ukraine ). L'ordinateur MESM ( ???????? , Petit Electronic machine à calculer ) est devenu opérationnel en 1950. Il eu environ 6000 tubes à vide et consommé 25 kW de puissance. Il pourrait effectuer environ 3000 opérations par seconde. Une autre machine au début était CSIRAC, une conception australienne qui a couru son premier programme de test en 1949. CSIRAC est l'ordinateur le plus ancien encore en existence et le premier à avoir été utilisé pour jouer de la musique numérique.

Ordinateurs commerciaux

Le premier ordinateur commercial était le Ferranti Mark 1, qui a été livré à l' Université de Manchester en Février 1951. Il était basé sur le Manchester Mark 1. Les principales améliorations sur le Manchester Mark 1 étaient dans la taille du stockage primaire (en utilisant aléatoire accès Williams tubes), le stockage secondaire (à l'aide d'un tambour magnétique), un multiplicateur plus rapide, et des instructions supplémentaires. Le temps de cycle de base était de 1,2 millisecondes et une multiplication peut être achevée en environ 2,16 millisecondes. Le multiplicateur utilisé près d'un quart des 4.050 vide les tubes de la machine (soupapes). Une seconde machine a été achetée par l' Université de Toronto, avant que la conception a été révisé dans le Mark 1 étoile. Au moins sept de ces machines ultérieures ont été livrés entre 1953 et 1957, l'un d'eux à Shell laboratoires dans Amsterdam .

En Octobre 1947, les administrateurs de J. Lyons & Company, une entreprise de restauration britannique célèbre pour ses salons de thé, mais avec des intérêts considérables dans de nouvelles techniques de gestion de bureau, a décidé de prendre un rôle actif dans la promotion du développement commercial des ordinateurs. Le LEO Je ordinateur est devenu opérationnel en Avril 1951 et a couru de première régulière le monde ordinateur de bureau de routine emploi. Le 17 Novembre 1951, la société J. Lyons a commencé hebdomadaire de fonctionnement d'un travail de valorisation de boulangerie sur le LEO (Lyons Electronic Office). Ce fut la première entreprise demande à aller vivre sur un ordinateur à programme enregistré.

En Juin 1951, le UNIVAC I (Universal Automatic Computer) a été livré à l' US Census Bureau. Remington Rand a finalement vendu 46 machines à plus de 1 million de dollars chacun ($ 8.840.000 à partir de 2013). UNIVAC était le premier ordinateur "produites en masse". Il a utilisé 5 200 tubes à vide et consommé 125 kW de puissance. Son stockage primaire était lignes à retard de mercure d'accès en série capables de stocker 1 000 mots de 11 chiffres décimaux signe plus (mots de 72 bits). Une caractéristique clé du système UNIVAC était un type nouvellement inventé de bande magnétique métallique, et une unité de bande à haute vitesse, pour le stockage non-volatile. Bande magnétique est encore utilisé dans de nombreux ordinateurs. En 1952, IBM a annoncé publiquement la machine électronique de traitement de données IBM 701, le premier succès de sa série 700/7000 et son premier ordinateur central IBM. Le IBM 704, introduit en 1954, utilisé la mémoire de noyau magnétique, qui est devenu la norme pour les grosses machines. La première mise en ??uvre de haut niveau à usage général langage de programmation , Fortran, a également été mis au point à IBM pour la 704 en 1955 et 1956 et publié au début de 1957. (1945 conception de Konrad Zuse de la langue de haut niveau Plankalkül n'a pas été mis en ??uvre à ce moment- .) Un volontaire groupe d'utilisateurs, qui existe à ce jour, a été fondée en 1955 pour partager leur logiciel et expériences avec l'IBM 701.

IBM 650 panneau avant

IBM a présenté un ordinateur plus petit, plus abordables en 1954 qui a prouvé très populaire. Le IBM 650 pesait plus de 900 kg, l'alimentation attachée pesait autour de 1350 kg et les deux ont eu lieu dans des armoires de quelque 1,5 mètres séparées par 0,9 mètres par 1,8 mètres. Il a coûté $ 500 000 ($ 4.270.000 à partir de 2013) ou pourrait être loué pour $ 3500 par mois ($ 30 000 à partir de 2013). Sa mémoire de tambour était à l'origine 2.000 mots à dix chiffres, plus tard étendu à 4.000 mots. limitations de mémoire comme celui de dominer la programmation étaient pendant des décennies après. Les instructions de programme ont été récupérés sur le tambour de filage le code courait. L'exécution en utilisant la mémoire de tambour efficace a été fourni par une combinaison d'architecture matérielle: le format d'instruction inclus l'adresse de la prochaine instruction; et le logiciel: le programme optimal Assemblée symbolique, SOAP, instructions affectées aux adresses optimaux (dans la mesure du possible par analyse statique du programme de source). Ainsi, de nombreuses instructions ont été, en cas de besoin, situé dans la rangée suivante du tambour pour être lues et temps d'attente supplémentaire pour la rotation du tambour n'a pas été nécessaire.

Cette RAMACDASD est en cours de restauration Computer History Museum

En 1955, Maurice Wilkes inventé microprogramming, qui permet l'instruction de base qui seront définis ou prolongée par des programmes intégrés (maintenant appelé firmware ou microcode). Il a été largement utilisé dans les unités centrales et des unités de virgule flottante mainframe et d'autres ordinateurs, comme l' Manchester Atlas et le série IBM 360.

IBM a présenté la premièreunité de stockage de disque (disque dur), l'IBM 350 RAMAC (Random Access Method de comptabilité et de contrôle) en 1956. Utilisation de cinquante de 24 pouces (610 mm) disques de métal, avec 100 pistes de chaque côté, il était capable de stocker 5mégaoctets de données à un coût de 10.000 dollars par mégaoctet ($ 80 000 à partir de 2013).

Deuxième génération: transistors

Un transistor à jonction bipolaire

Le bipolaire transistor a été inventé en 1947. A partir de 1955 transistors remplacé les tubes à vide dans les conceptions de l'ordinateur, donnant lieu à la «deuxième génération» des ordinateurs. Initialement les seuls appareils disponibles étaient germanium transistors points de contact, qui, bien que moins fiables que les tubes à vide, ils remplacés avait l'avantage de consommer beaucoup moins d'énergie. La premi??re Transistorisé ordinateur a été construit à l' Université de Manchester et a été opérationnel en 1953; une seconde version, il a été achevé en Avril 1955. La machine utilisée plus tard 200 transistors et 1.300 à l'état solide diodes et avait une consommation de puissance de 150 watts. Cependant, il reste nécessaire soupapes pour générer les formes d'onde d'horloge à 125 kHz et pour lire et écrire sur le magnétique mémoire de tambour, tandis que le Harwell CADET exploité sans soupapes en utilisant une fréquence d'horloge inférieure, de 58 kHz quand il est devenu opérationnel en Février 1955 . Problèmes avec la fiabilité des premiers lots de points de contact et des transistors de jonction alliés signifie que la machine de temps moyen entre défaillances était d'environ 90 minutes, mais cette fois améliorées les plus fiables transistors bipolaires à jonction sont devenus disponibles.

Par rapport à des tubes à vide, les transistors ont de nombreux avantages: ils sont plus petits, et nécessitent moins d'énergie que les tubes à vide, afin dégagent moins de chaleur. Transistors silicium de jonction étaient beaucoup plus fiables que les tubes à vide et avait plus, indéfinie, la durée de vie. Ordinateurs transistorisés pourraient contenir des dizaines de milliers de circuits logiques binaires dans un espace relativement compact. Transistors considérablement réduit la taille de l'informatique, le coût initial et les coûts d'exploitation. Typiquement, les ordinateurs de la deuxième génération ont été composées d'un grand nombre de cartes de circuits imprimés comme le système modulaire standard IBM portant chacun une à quatre portes logiques ou des tongs.

Un deuxième ordinateur de génération, l' IBM 1401, a capturé environ un tiers du marché mondial. IBM installé à plus de dix mille 1401 entre 1960 et 1964.

Électronique TRANSISTORISÉ améliorées non seulement le CPU (Central Processing Unit), mais aussi les périphériques. La deuxième génération de disque des unités de stockage de données ont pu stocker des dizaines de millions de lettres et de chiffres. A côté des unités fixes de stockage de disque, reliés à l'unité centrale par l'intermédiaire d'une transmission de données à grande vitesse, disques amovibles sont des unités de stockage de données. Un amovible paquet de disques peut être facilement échangé avec un autre bloc en quelques secondes. Même si la capacité des disques amovibles est plus petite que les disques fixes, leur interchangeabilité garantit une quantité presque illimitée de données à portée de main. La bande magnétique fourni une capacité d'archivage pour ces données, à un coût moindre que le disque.

Beaucoup de processeurs de deuxième génération déléguées communications des périphériques aux un processeur secondaire. Par exemple, tandis que le processeur de communication contrôlée lecture de carte et le poinçonnage, le processeur principal exécuté les calculs et les binaires instructions de branchement. Une bus de données porterait données entre le processeur principal et la mémoire de base à de la CPU fetch-cycle d'exécution le taux, et d'autres databusses serait typiquement servir le . périphériques Sur PDP-1, le temps de cycle de la mémoire de base était de 5 microsecondes; par conséquent, des instructions arithmétiques ont pris plus de 10 microsecondes (100.000 opérations par seconde) parce que la plupart des opérations ont eu au moins deux cycles de mémoire; une pour l'instruction, une pour l' extraction de données d'opérande.

Au cours de la deuxième génération à distance des unités terminales (souvent sous la forme de téléscripteurs comme un Friden Flexowriter) a vu considérablement augmenté l'utilisation. Les connexions téléphoniques fournis vitesse suffisante pour les terminaux distants précoces et permis à des centaines de kilomètres de distance de séparation entre terminaux et le centre de calcul. Finalement, ces réseaux informatiques autonomes seraient généralisées dans un interconnecté réseau de réseaux -les Internet.

Post-1960: troisième génération et au-delà

Intel8742 de huit bits microcontrôleur IC

L'explosion de l'utilisation des ordinateurs a commencé avec «troisième génération» des ordinateurs, faisant usage deJack St. Clair Kilby etinvention indépendante de Robert Noyce ducircuit intégré(ou puce électronique), qui a conduit à l'invention de la microprocesseur.Bien que le sujet d'exactement dispositif qui a été le premier microprocesseur est controversée, en partie en raison de l'absence d'accord sur la définition exacte du terme "microprocesseur", il est largement contesté que le premier microprocesseur à puce unique était l'Intel 4004, conçu et réalisé parTed Hoff,Federico Faggin, et Stanley Mazor àIntel.

Alors que les premiers circuits intégrés de microprocesseurs littéralement contenues seulement le processeur, à savoir l'unité centrale de traitement, d'un ordinateur, leur développement progressif naturellement conduit à puces contenant la plupart ou la totalité des pièces électroniques internes d'un ordinateur. Le circuit intégré dans l'image sur la droite, par exemple, un Intel 8742, est un 8-bit microcontrôleur qui inclut un CPU cadencé à 12 MHz, 128 octets de RAM, 2048 octets de mémoire EPROM, et I / O dans la même puce .

Pendant les années 1960 il y avait un chevauchement important entre les deuxième et troisième génération de technologies. IBM mise en ??uvre de ses modules de technologie de la logique solide IBM en circuits hybrides pour l'IBM System / 360 en 1964. Jusqu'en 1975, Sperry Univac continué la fabrication de machines de deuxième génération tels que les UNIVAC 494. Le gros systèmes Burroughs comme le B5000 étaient machines de la pile, ce qui a permis pour la programmation simple. Ces automates `a pile ont également été mises en ??uvre dans les mini-ordinateurs et des microprocesseurs plus tard, qui ont influencé la conception du langage de programmation. Mini-ordinateurs servi de centres informatiques à faible coût pour l'industrie, les entreprises et les universités. Il est devenu possible de simuler des circuits analogiques avec le programme de simulation avec circuit intégré accent , ou SPICE (1971) sur les mini-ordinateurs, l'un des programmes pour l'automatisation de la conception électronique ( EDA). Le microprocesseur mené au développement des micro, petites, ordinateurs à bas prix qui pourraient être détenues par les particuliers et les petites entreprises. Micro-ordinateurs, dont la première apparition dans les années 1970, sont devenus omniprésents dans les années 1980 et au-delà.

En Avril 1975, à la Foire de Hanovre, a été présenté leP6060 produit parOlivetti, premier ordinateur personnel au monde avec haut-disquette: unité centrale sur deux plaques, noms de code puce1 / puce2,composants TTL fait, 8 "simple ou doubledisquette disquepilote, 32 caractères alphanumériquesécran plasma, 80 colonnes graphiqueimprimante thermique, 48 Ko deRAM,BASIClangue, 40 kilogrammes de poids. Il était en concurrence avec un produit similaire par IBM, mais avec une disquette externe.

MOS Technology KIM-1 et Altair 8800, ont été vendus en kits pour do-it-yourself, comme ce fut le Apple I, peu de temps après. Le premier ordinateur Apple avec des capacités graphiques et sonores est sorti bien après le Commodore PET. Computing a évolué avec les architectures de micro-ordinateurs, avec des fonctionnalités ajoutées de leurs grands frères, aujourd'hui dominante dans la plupart des segments de marché.

Systèmes aussi compliqué que les ordinateurs nécessitent très haute la fiabilit??. ENIAC est resté sur, en fonctionnement continu de 1947 à 1955, pendant huit ans avant d'être arrêté. Bien que d'un tube à vide peut échouer, il serait remplacé sans arrêter le système. Par le simple stratégie de ne jamais arrêter ENIAC, les échecs ont été considérablement réduits. Le vide-tubes SAGE ordinateurs de défense aérienne sont devenus remarquablement fiable -. Installés par paires, un off-line, des tubes susceptibles d'échouer l'a fait lorsque l'ordinateur a été intentionnellement mis à puissance réduite pour les trouver disques durs hot-plug, comme le chaud tubes à vide -pluggable d'antan, perpétuent la tradition de la réparation en fonctionnement continu. mémoires à semi-conducteurs ont systématiquement pas d'erreurs quand ils fonctionnent, bien que les systèmes d'exploitation comme Unix ont utilisé des tests de mémoire au démarrage pour détecter matériel défaillant. Aujourd'hui, l'exigence de performance fiable est rendu encore plus strictes lorsque des fermes de serveurs sont la plate-forme de livraison. Google a réussi cela en utilisant le logiciel à tolérance de pannes pour récupérer de pannes matérielles, et est même en travaillant sur ??????le concept de remplacement des batteries de serveurs entiers sur la volée, lors d'un événement de service.

Au 21e siècle, les processeurs multi-core sont devenus disponibles dans le commerce. mémoire adressable par le contenu (CAM) est devenu assez bon marché pour être utilisé dans la mise en réseau, bien qu'aucun système informatique n'a pas encore mis en ??uvre les CAM de matériel pour une utilisation dans des langages de programmation. Actuellement, CAM (ou tableaux associatifs) dans le logiciel sont programmation spécifique à la langue. matrices de cellules de mémoire à semi-conducteur sont des structures très réguliers, et les fabricants prouvent leur processus sur eux; ce qui permet des réductions de prix sur les produits de mémoire. Pendant les années 1980, CMOS portes logiques développées dans des dispositifs qui pourraient être apportées rapidement que les autres types de circuit; la consommation d'énergie de l'ordinateur pourrait donc être diminuée considérablement. Contrairement à la consommation de courant continu d'une grille basée sur d'autres types de logiques, une porte CMOS ne consomme un courant important au cours de la «transition» entre les états logiques, sauf pour les fuites.

Cela a permis à l'informatique pour devenir un produit de base qui est maintenant omniprésente, intégrée dans de nombreuses formes, à partir de cartes de v??ux et des téléphones pour satellites. le matériel informatique et les logiciels sont même devenus une métaphore pour le fonctionnement de l'univers. Bien que calcul basé sur l'ADN et de l'informatique quantique sont des années ou des décennies dans l'avenir, l'infrastructure est en cours portées aujourd'hui, par exemple, avec l'ADN origami sur photolithographie et avec des antennes quantique pour transférer des informations entre les pièges à ions. En 2011, les chercheurs avaient empêtré 14 qubits. Rapide de circuits numériques (y compris ceux basés sur les jonctions Josephson et technologique rapide de quantum de flux unique) sont de plus en plus près de réalisation avec la découverte des supraconducteurs nanométriques.

Fibre optique et des dispositifs photoniques, qui ont déjà été utilisés pour transporter des données sur de longues distances, sont maintenant dans le centre de données, à côté de la CPU et de la mémoire à semi-conducteurs composants. Ceci permet la séparation de la RAM à partir de la CPU par des interconnexions optiques. IBM a créé un circuit intégré à la fois électronique et optique (ce qu'on appelle photonique ) traitement de l'information dans une seule puce. Ceci est indiqué "nanophotonique CMOS intégrés» ou (CINP).

Une indication de la rapidité du développement de ce champ peut être déduite par l'histoire de l'article séminal. Par le temps que tout le monde a eu le temps d'écrire quoi que ce soit, il était obsolète. Après 1945, d'autres lisent de John von Neumann première ébauche d'un rapport sur ??????la EDVAC , et ont immédiatement commencé à mettre en ??uvre leurs propres systèmes. À ce jour, le rythme de développement a continué, dans le monde entier.