¿La historia del desarrollo informático?

El nombre científico de computadora es computadora y las computadoras se utilizan para realizar cálculos. En la antigüedad, las primeras herramientas de cálculo utilizadas por la gente pueden haber sido los dedos. La palabra inglesa "digit" significa tanto "número" como "dedo". Los antiguos usaban piedras para cazar, por lo que es posible que las piedras se usaran para ayudar en los cálculos. ? Desventajas: Los dedos y las piedras son demasiado ineficaces.

¿Luego vino "casarse"? "Recuerda. Desventajas: nudos lentos, longitud limitada de la cuerda.

No sé cuánto tiempo tomó, pero la gente en muchos países empezó a usar "chips" para contar. El más famoso es el de contar. que apareció en las dinastías Shang y Zhou en China. En la antigüedad, el cálculo y el tejido eran en realidad pequeños palos del mismo largo y grosor, con alrededor de 270 piezas en un manojo; estaba hecho de bambú, madera y huesos de animales. , marfil, metal y otros materiales. El matemático Zu Chongzhi lo utilizó para calcular pi. La única herramienta es el cálculo: es demasiado problemático e incómodo de usar; debe hacerse lentamente. >Entonces, la gente inventó una mejor herramienta de cálculo: el ábaco, que puede haberse originado en la dinastía Han, establecida en las dinastías del Norte y del Sur, utiliza un sistema decimal para contar. Debe usarse con un conjunto de fórmulas, solo. Al igual que los programas informáticos, el propio ábaco también se puede utilizar para almacenar números, y todavía se utiliza en la actualidad.

En el siglo XV, con el desarrollo de la astronomía y la navegación, el trabajo de cálculo se volvió cada vez más arduo. y las herramientas de cálculo necesitaban una mejora urgente.

En 1630, el matemático británico Oughtred estaba utilizando el popular par mientras realizaba operaciones de multiplicación en una escala numérica, se le ocurrió que si se utilizaban dos escalas logarítmicas. , las básculas bípedas pronto serían innecesarias para medir longitudes. Su idea condujo al nacimiento de los cálculos mecanizados, pero a Outred no le importó que su invento no se utilizara en la práctica durante los siguientes 200 años. p>A finales del año 18, Watt, quien inventó la máquina de vapor, hizo con éxito la primera regla de cálculo y agregó una regla de cálculo a la base de la regla. Se creó una escala móvil para "almacenar" los resultados intermedios del cálculo. La marca fue utilizada por las generaciones posteriores durante mucho tiempo. Después de 1850, la regla de cálculo se desarrolló rápidamente y se convirtió en una "calculadora" utilizada por los ingenieros hasta los años 1950 y 1960, la regla de cálculo todavía era un símbolo de estatus para los estudiantes de ingeniería.

La aparición del primer ordenador real

Pascal, un matemático francés, nació en 1623. Perdió a su madre cuando tenía tres años y fue criado por su padre. un funcionario fiscal. Cuando era niño, vio a su padre luchando por calcular las tasas impositivas y quiso hacer algo para ayudarlo.

A la edad de 19 años (1642), Pascal inventó. la primera computadora mecánica de la historia de la humanidad: la máquina sumadora de Pascal. Era un dispositivo compuesto por una serie de engranajes. Parecía una caja rectangular que solo podía girar apretando la llave de un juguete para niños. Sin embargo, incluso si solo se suma, existe un problema de transporte de "diez a uno". El inteligente Pascal utiliza un pequeño dispositivo de trinquete de garra. Cuando el engranaje de posicionamiento gira a 9, la garra se eleva gradualmente. un clic, empujando el engranaje de diez dígitos hacia adelante una marcha.

Pascal murió en 1662. Poco después, Leibniz, el gran matemático alemán, vio el artículo de Pascal sobre la computadora de suma, despertó su deseo de invención. Leibniz experimentó altibajos en sus primeros años y luego tuvo la oportunidad de ir a Francia. Cuando estuvo en París, contrató a algunos expertos y artesanos mecánicos famosos y finalmente construyó una máquina más potente en 1674: la computadora mecánica perfecta.

El nuevo ordenador inventado por Leibniz mide aproximadamente 1 metro de largo y lleva instalados en su interior una serie de mecanismos de engranajes. Además del gran tamaño, los principios básicos los hereda Pascal. Sin embargo, Leibniz fue aún mejor. Añadió un dispositivo llamado "rueda paso a paso" a la computadora. La rueda paso a paso es un cilindro largo con nueve dientes, que están distribuidos en la superficie del cilindro en secuencia, hay un pequeño engranaje al lado que puede moverse a lo largo de la dirección axial para engranar con la rueda paso a paso uno por uno; Cada vez que el piñón gira una vez, la rueda paso a paso puede girar 1/10, 2/10, hasta 9/10, de modo que la suma se puede repetir continuamente.

Cálculos continuos repetidos de suma y resta

Los cálculos continuos repetidos de suma son un método para que las computadoras modernas realicen las cuatro operaciones informáticas de Leibniz de suma, resta, multiplicación y. Todas las divisiones están disponibles.

Hay un pequeño episodio al presentar a Leibniz. (Cuenta la leyenda que un día alrededor de 1700, un amigo de Leibniz le regaló un "Diagrama Yi" chino, que en realidad es el Bagua. Al mirar el Bagua, descubrí que cada Bagua está compuesto de símbolos yin y yang. No es ¿Se trata de un número binario normal? Así que tomó la iniciativa al proponer sistemáticamente el algoritmo binario. Hasta el día de hoy, las computadoras que utilizamos todavía son operadas por humanos, pero los humanos no implementan el diálogo con la máquina, ni el club le dice a la máquina lo que sucede. persona piensa y dejar que la máquina ejecute automáticamente de acuerdo con la idea de la persona. Cuando se trata de hacer realidad el diálogo entre humanos y máquinas, tenemos que hablar de otra industria: la industria textil.

Una máquina de tejer jacquard es un dispositivo de jacquard con un hilo elevador. Es un telar que puede producir patrones de tejido de seda.

Al principio, los patrones de las máquinas de tejer eran bastante problemáticos. Todos los tejidos de seda se tejen con hilos de urdimbre (hilos verticales) e hilos de trama (hilos horizontales). Para tejer un patrón, el tejedor debe "levantar" con cuidado algunos hilos de urdimbre en su lugar de acuerdo con un patrón prediseñado, de modo que la lanzadera pueda sacar hilos de trama de diferentes colores para pasar. Por supuesto, es imposible que una máquina "piense" por sí sola dónde retomar el hilo. Sólo puede "levantar" una urdimbre tras otra con las manos, repitiendo esta operación incansablemente.

¿1725? El técnico textil francés Bouchot inventó el concepto de "cinta de papel perforada". A Bujo se le ocurrió la brillante idea de la "cinta de papel perforada". Buqiao primero intentó controlar todos los movimientos de la urdimbre con una hilera de agujas de tejer, luego tomó un rollo de papel, hizo hileras de pequeños agujeros según el patrón y lo presionó sobre las agujas de tejer. Después de encender la máquina, las agujas de tejer que miran hacia los pequeños agujeros pueden pasar y enganchar los hilos de la urdimbre, mientras que las demás quedan bloqueadas por la cinta de papel. Como resultado, la aguja de tejer selecciona automáticamente la urdimbre de acuerdo con el patrón prediseñado, los "pensamientos" de Buqiao se "transmiten" a la máquina de tejer y el "programa" del patrón de tejido se "almacena" en los pequeños agujeros de la cinta de papel perforada.

¿1790? En ese momento, el maquinista francés Jakade básicamente tuvo la idea de mejorar la máquina jacquard. Debido a la Revolución Francesa, Jacquard no empezó a preocuparse por los inventos hasta 1805. ¿Jacob añadió un dispositivo a su máquina de jacquard que pudiera funcionar simultáneamente? 1200 agujas de tejer y cinta de papel perforada para controlar el patrón fueron reemplazadas más tarde por tarjetas perforadas.

En los primeros años tras el desarrollo de los ordenadores electrónicos, podemos encontrar máquinas jacquard automáticas en muchos ordenadores famosos.

A finales de 18, Francia lanzó un gran proyecto: compilar manualmente tablas matemáticas. Dado que en ese momento no existían herramientas de cálculo avanzadas, este trabajo era extremadamente arduo. Fueron necesarios muchos matemáticos para ensamblar un sistema de cálculo manual, y la mayor parte del manuscrito de 17 volúmenes se completó en la oscuridad. Aun así, todavía hay muchos errores en las hojas de cálculo matemático.

Babbage escribió en su autobiografía "La vida de un filósofo" que alrededor de 1812, "Una tarde, estaba sentado en la oficina de la Sociedad Analítica de la Universidad de Cambridge, mirando en trance la tabla de logaritmos A abierta en frente a mí? Mira. Un miembro entró en la habitación y vio mi apariencia y gritó: "¿Con qué estás soñando?", Respondí, señalando la tabla de logaritmos. ¿Quizás podrías usar una máquina para hacer las tablas? ¡cálculos!"

El primer objetivo de Babbage era hacer una "extensión de diferencia".

La llamada "diferencia" significa convertir las fórmulas complejas de la tabla de funciones en operaciones de diferencia y utilizar sumas simples en lugar de operaciones cuadradas. Ese año, Babbage, que acababa de cumplir 20 años, se inspiró en la máquina de tejer jacquard inventada por el francés Jacques Card. El diseño del motor diferencial brilla con el control del programa: puede manejar automáticamente el proceso de cálculo de diferentes funciones según la voluntad del diseñador. Babbage pasó diez años completando la primera máquina diferencial en 1822. Podía procesar tres números diferentes de 5 dígitos, calcular con una precisión de 6 decimales e inmediatamente calcular varias tablas de funciones. Debido al nivel extremadamente bajo de la tecnología industrial en ese momento, Babbage completó personalmente el primer diferencial desde el dibujo de diseño hasta el mecanizado de piezas mecánicas.

Cuando miraba su máquina que hacía tablas matemáticas precisas, decía alegremente a la gente: "Incluso si algo sale mal con mi máquina, por ejemplo, el engranaje se atasca y no puede moverse, no importa. Verán, cada La rueda tiene un Está marcado con números y no engañará a nadie ". Las futuras aplicaciones prácticas demostraron que la máquina era muy adecuada para preparar tablas matemáticas para la navegación y la astronomía.

Después de su éxito, Babbage escribió a la Royal Society durante la noche, pidiendo al gobierno que le financiara para construir un segundo motor diferencial a gran escala con una precisión de cálculo de 20 dígitos. Al ver que la investigación de Babbage era rentable, el gobierno firmó por primera vez sus primeros contratos con científicos.

Sin embargo, el segundo motor diferencial chocó contra una "piedra" en el taller mecánico. Hay alrededor de 25.000 piezas en la máquina de segunda diferencia y el error de las piezas principales no puede exceder una milésima de pulgada. Incluso con la tecnología y los equipos de procesamiento actuales, no es fácil construir una máquina de tan alta precisión.

Debido al lento progreso, en 1842, el gobierno anunció que suspendería toda financiación para Babbage, e incluso algunas personas de la comunidad científica lo miraron con ojos extraños.

Sin embargo, en ese momento, Babbage recibió una carta. El escritor no sólo expresó comprensión sino que también quiso trabajar con él. La firma con letra Juanxiu demuestra su extraordinaria condición de condesa. Poco después de recibir la carta, la mujer que la escribió llegó al laboratorio de Babbage. La mujer le resultó familiar a Babbage, pero no recordaba dónde la había visto. Hasta que la señora dijo: "¿Te acuerdas de mí? Hace más de diez años, también me hablaste del principio de extensión diferencial. Al ver los ojos confusos de Babbage, añadió con una sonrisa: "Dijiste que vi un telescopio como un salvaje. "Babbage de repente se dio cuenta de que estaba recordando un pasado muy lejano. Resultó que esta dama era Ada Augusta, la única hija del famoso poeta británico Byron.

En 1834, en el diferencial a gran escala Cuando La expansión se vio frustrada, Babbage propuso un diseño más nuevo y audaz: una computadora matemática general, que Babbage llamó una "máquina analítica" que podía resolver automáticamente problemas de cálculo complejos con 100 variables y cada número podía alcanzar los 25 dígitos, la velocidad es 1 vez. por segundo

Babbage primero pensó en un "banco de memoria" de tipo engranaje para el mecanismo de análisis. Cada engranaje puede almacenar 65,438 00 bits, un total de * * Puede almacenar 65,438 0,000 números de 50 bits. La segunda parte del analizador es la llamada "cámara de operaciones". Su principio básico es similar al de la rueda de Pascal, pero mejoró el dispositivo de transporte para generar números de 50 bits más 50 bits. Mecanismo para enviar y recibir datos, y los componentes para transmitir datos entre la "sala de almacenamiento" y el "quirófano". Incluso consideró cómo hacer que la máquina maneje las condiciones. Más de un siglo después, la estructura de la transferencia. La computadora es casi una réplica del analizador de Babbage, pero sus componentes principales han sido reemplazados por circuitos integrados a gran escala. En otras palabras, Babbage es digno de ser el "creador" del diseño de sistemas informáticos. Comentó con mucha precisión: "El patrón algebraico 'tejido' por el analizador es exactamente el mismo que el mosaico tejido por el telar de Jaccard". Por lo tanto, la carga de escribir un lote de programas de cálculo de funciones para el analizador recayó sobre sus hombros. Escribí programas para computadoras por primera vez, incluidos programas para calcular funciones trigonométricas, programas para multiplicar series, programas para funciones de Bernoulli, etc. Incluso hoy en día, la generación más joven ha compilado estos programas. El software de la computadora todavía no se atreve a cambiar una sola instrucción fácilmente. Es ampliamente reconocida como la primera ingeniera de software del mundo. Se dice que el Departamento de Defensa de los EE. UU. gastó 25 mil millones de dólares y 65.438 00 años para crear un lenguaje informático que tenía todas las características del software necesarias para convertirse en el estándar. Miles de computadoras en el ejército. En 1981, el idioma se llamó oficialmente Ada, por lo que el nombre en inglés de Ada se mantuvo hasta el día de hoy.

En ese momento, para convertir los dibujos en Analytical. En realidad, los dos gastaron todas sus propiedades y se quedaron sin un centavo. Durante este período, recaudaron fondos para la investigación. Hablaron de "ir al mar para generar ingresos", como fabricar juguetes de ajedrez, consolas de juegos de carreras de caballos, etc. esto no produjo ningún cambio. Por esta razón, Ada también fue dos veces a la casa de empeño para pedir dinero de los tesoros ancestrales de su marido, pero luego Ada se lo robó.

Después de experimentar la pobreza y un trabajo mental interminable, la condición física de Ada se deterioró drásticamente. En 1852, Ada, que sólo tenía 36 años, murió con su hermoso sueño del analizador.

Después de la muerte de Ada, Babbage persistió en silencio durante otros 20 años. ¿No puedes pronunciar palabras correctamente en la vejez? Y exprésate metódicamente, pero sigue trabajando. Babbage murió en 1871. Al final, el analizador nunca se construyó. Babbage y Ada concibieron una máquina analítica que se adelantó al menos un siglo a su tiempo.

Durante 1890, el Dr. Hollerith, de nacionalidad alemana, realizó un censo en Estados Unidos (el último censo duró 7 años). El censo requiere de mucho trabajo, como edad, género y otros ítems recogidos a través de cuestionarios, además de contar el número de personas mayores, niños, hombres y mujeres de cada comunidad. El Dr. Horatius quiere utilizar máquinas para contar automáticamente estos datos. Unos años más tarde diseñó una máquina basada en el invento de Babbage y la cinta de papel perforada de Jacquard. Como resultado, se necesitaron seis semanas para obtener datos precisos.

Jakade y Horatius son pioneros en programación y procesamiento de datos respectivamente. Mirando sus inventos desde una perspectiva histórica, es esta programación y procesamiento de datos los que formaron el prototipo del "software" informático.

En 1896, el Dr. Horatius fundó la predecesora de IBM.

Hasta ahora todos los ordenadores fabricados son mecánicos. Este es el principal acontecimiento en el periodo de transición de los ordenadores mecánicos a los electrónicos.

En 1906, DeForest en Estados Unidos inventó el tubo de electrones, sentando las bases para el desarrollo de las computadoras.

En 1907, deforest solicitó una patente para la invención del triodo de vacío (tubo de electrones) ante la Oficina de Patentes de Estados Unidos. Los triodos de vacío pueden estar en estados "saturados" y "apagados" respectivamente. "Saturación" significa que la corriente del cátodo a la pantalla está completamente abierta, lo que equivale a que se encienda el interruptor; "apagado" significa que no fluye corriente desde el cátodo a la pantalla, lo que equivale a cerrar el interruptor. Su velocidad de control es miles de veces más rápida que la del relevo de Aiken.

Por ejemplo, el desarrollo de herramientas informáticas ha pasado por diferentes etapas, desde lo simple a lo complejo, desde el nivel bajo hasta el avanzado.

Por ejemplo, de los nudos en "Notas sobre nudos "para cálculos y cálculos con ábaco, regla, computadora mecánica, etc. Desempeñaron sus respectivos papeles históricos en diferentes períodos históricos y también inspiraron las ideas de desarrollo de las computadoras electrónicas modernas.

Del 65438 al 0889, el científico estadounidense Herman Hollerith desarrolló un tabulador electrónico basado en electricidad para almacenar datos de cálculo.

En 1930, la científica estadounidense Vaneva Bush construyó el primer ordenador electrónico analógico del mundo.

El 4 de febrero de 1946, se lanzó en la Universidad de Pensilvania la primera computadora electrónica del mundo, la "Calculadora numérica electrónica ENIAC", personalizada por el ejército estadounidense. Eniac (nombre chino: ENIAC) fue desarrollado por el campo de pruebas de armas de Auberdine en los Estados Unidos para satisfacer las necesidades de los cálculos balísticos. Esta calculadora utiliza 17.840 tubos de electrones, mide 80 pies por 8 pies y pesa 28 toneladas. Su consumo de energía es de 170 kW, su velocidad de cálculo es de 5.000 operaciones por segundo y su costo es de aproximadamente 487.000 dólares estadounidenses. La llegada de ENIAC tiene un significado trascendental y presagia la llegada de la era de las computadoras electrónicas. En los siguientes 60 años, la tecnología informática se desarrolló a un ritmo alarmante y la relación precio/rendimiento de cualquier tecnología podría mejorar en 6 órdenes de magnitud en 30 años.

Primera generación: máquina digital de tubos (1946-1958)

En términos de hardware, se utilizan tubos de vacío como componentes lógicos y líneas de retardo de mercurio como memoria principal.

, memoria electrostática del tubo del osciloscopio de rayos catódicos, tambor magnético, núcleo magnético, memoria externa que utiliza cinta magnética. El software utiliza lenguaje de máquina y lenguaje ensamblador. Las áreas de aplicación son principalmente la informática militar y científica.

Las desventajas son su gran tamaño, alto consumo de energía y poca confiabilidad. Era lento (normalmente entre miles y decenas de miles de operaciones por segundo) y caro, pero sentó las bases para el futuro de la informática.

Segunda Generación: Máquina Digital de Transistores (1958-1964)

Los campos de aplicación de los sistemas operativos, los lenguajes de alto nivel y sus compiladores en software se concentran principalmente en la informática científica y procesamiento de transacciones y comenzó a ingresar al campo del control industrial. Se caracteriza por un tamaño más pequeño, menor consumo de energía, mayor confiabilidad, velocidad de computación más rápida (generalmente 654,38 millones de veces por segundo, hasta 3 millones de veces) y un rendimiento mejor que las 654,38 computadoras de la generación 0.

La tercera generación: máquina digital de circuitos integrados (1964-1970)

En términos de hardware, se utilizan circuitos integrados de pequeña y mediana escala (MSI, SSI) como componentes lógicos, y el núcleo magnético todavía se utiliza como memoria principal. En cuanto al software, existen sistemas operativos de tiempo compartido y métodos de programación estructurados y a gran escala. Se caracteriza por una velocidad más rápida (generalmente de varios millones a decenas de millones de veces por segundo), una confiabilidad significativamente mejorada, precios aún más reducidos y productos que avanzan hacia la generalización, serialización y estandarización. Los campos de aplicación comenzaron a ingresar a los campos de procesamiento de textos y procesamiento de gráficos e imágenes.

Cuarta Generación: Máquinas de Circuitos Integrados a Gran Escala (1970 al presente)

En términos de hardware, los componentes lógicos son circuitos integrados de gran y muy gran escala (LSI y VLSI). ). En términos de software, han surgido sistemas de gestión de bases de datos, sistemas de gestión de redes y lenguajes orientados a objetos. En 1971, nació en Silicon Valley el primer microprocesador del mundo, lo que marcó el comienzo de una nueva era de microcomputadoras. Los campos de aplicación están pasando gradualmente de la informática científica, la gestión de transacciones y el control de procesos a las familias.

Debido al desarrollo de la tecnología de integración, los chips semiconductores están más integrados. Cada chip puede acomodar decenas de miles o incluso millones de transistores, y los operadores y controladores pueden concentrarse en un solo chip, de ahí la aparición de los microprocesadores. Se puede ensamblar en microcomputadoras utilizando circuitos integrados de gran y muy gran escala, es decir, microcomputadoras o PC. Las microcomputadoras son pequeñas, baratas y fáciles de usar, pero sus funciones y velocidad de computación han alcanzado o incluso superado las de las computadoras grandes en el pasado. Por otro lado, varios chips lógicos fabricados a partir de circuitos integrados de gran y ultra gran escala se convierten en supercomputadoras, que no son muy grandes pero pueden operar a una velocidad de 100 millones o incluso miles de millones de operaciones. En nuestro país, tras el exitoso desarrollo de la supercomputadora Galaxy I con 100 millones de operaciones por segundo en 1983, en 1993 se desarrolló con éxito la supercomputadora paralela de propósito general Galaxy II con mil millones de operaciones por segundo. Este período también produjo una nueva generación de lenguajes de programación, sistemas de gestión de bases de datos y software de red.

A medida que los componentes físicos y los equipos cambian, no solo se actualiza la computadora host, sino que sus dispositivos externos también cambian constantemente. Por ejemplo, la memoria externa se ha desarrollado desde el tubo de visualización de rayos catódicos original hasta núcleos y tambores magnéticos, y luego hasta discos magnéticos universales. Ahora hay discos ópticos que son más pequeños en tamaño, de mayor capacidad y más rápidos en velocidad.