Skaičiavimo technikos vystymosi istorija

Kompiuterių raida

Nūdienis kompiuteris dar labai jaunas – jam vos pusšimtis metų. Tačiau žmogus jau nuo seno stengėsi kurti įvairias priemones, kurios palengvintų jo intelektualinę veiklą – pirmiausia skaičiavimus. Šiam tikslui ir buvo sukurtos elektroninės skaičiavimo mašinos.

Pirmosios mašinos tik skaičiavo, tačiau jų taikymo sritis nuolat plėtėsi. Dabartinės skaičiavimo mašinos gali apdoroti įvairiausią informaciją: versti iš vienos kalbos į kitą, iš pateiktų ligos simbolių nustatyti diagnozę, žaisti šachmatais, užsakyti lėktuvo, traukinio bilietus ir t. t. todėl jas geriau tiktų vvadinti informacijos apdorojimo. O ne skaičiavimo mašinomis. Bet istoriškai liko pirminis pavadinimas. Pastaruoju metu vis dažniau jos vadinamos kompiuteriais (žodis “kompiuteris” kilęs iš “computer” (angl.), o šis – iš “computo” (lot.) – suskaičiuoju).

Pirmoji skaičiavimo priemonė buvo rankų ir kojų pirštai. Todėl natūralu, kad kuo didesni skaičiai (drauge ir skaičiavimo sistemos) buvo sudaromi, remiantis pirštų skaičiavimu.

Vėliau imta naudoti įvairius daiktus: lazdas su įpjovomis, virves su mazgais. Dar prieš tūkstančius metų iki mūsų eros buvo kuriami skaičiavimo mechanizmai. 3000 m. pr. Kr. ŠŠumerai sukūrė skaičiavimo mechanizmą, kurį sudarė dėžė pripildyta juodų ir baltų akmeninių rutuliukų. 2000 m. pr. Kr. kinai suvėrė akmeninius rutuliukus ir sudėjo į dėžę. Senovės graikai ir romėnai naudojo panašius skaičiavimo įtaisus, vadinamuosius abakus (V a. pr. Kr.). Tai llenta, suskirstyta į juostas (skirsnius), ant kurių dėliojami akmenukai. Išmoningi meistrai abakui suteikdavo ir kitokį pavidalą – stalelio, suolo ir pan. Manoma, kad pirmasis abakas buvo stalelis, pabarstytas smėliu. Gal todėl ir pavadinimą filologai kildina iš hebrajų kalbos žodžio abaq – dulkės. Skaičiuojant abaku, akmenėliai būdavo perkeliami iš vienos vietos į kitą. Dar abakai aprašomi kaip įtaisai, kuriuos sudarė suverti eilėmis ir įrėminti slankiojantys rutuliukai. Rėmas pertvara buvo padalintas į dvi dalis: “dangų” ir “Žemę”. Kiekvienoje “dangaus” eilėje buvo suverta po 2 rutuliukus, kurių kiekvieno vertė pasidarydavo lygi 5, kai jis pasiekdavo pertvarą. Kiekvienoje “žemės” eilėje buvo suverta po 5 rutuliukus, kurių kiekviena, pasiekęs pertvarą, įgaudavo vertę, atitinkančią skaičių 1. Todėl abakas yra ilgai ir plačiai naudotų “skaitliukų” protėvis. O aar nelengviau būtų buvę skaičiuoti raštu? Bet ant ko užrašyti?! Pergamentas buvo brangus, o popierius Europoje atsirado tik XII a. be to, beveik iki XV a. buvo vartojama tik romėniškoji skaičiavimo sistema – o ja sunku raštu atlikti veiksmus.

Abakas buvo naudojamas ilgai – beveik visa žmonijos istorija minį jį. Kiekviena šalis ką nors keisdavo, tobulindavo. Tik daug vėliau ėmė rastis mechaninės mašinos. Daugiausia reikšmingų skaičiavimo įtaisų buvo sukurta XVII – XIX amžiais. Įdomiausi iš jų Chronologine tvarka aprašyti toliau.

Logaritminė liniuotė

1614 –– 1620 metais atsiranda logaritminė liniuotė (Slide rule). Ją sukūrė škotas Edmundas Gunteras pagal Johno Napiero logaritmines lenteles. Jo liniuotėje logaritminės atkarpos buvo sudedamos skriestuvu. 1630 metais skriestuvas pakeistas slankikliu.

Paskalina

Vieną iš tobulesnių mechaninių skaičiavimo mašinų, išlikusių iki šių dienų ir turėjusių didelę įtaką kitiems mokslininkams, 1642 metais sukūrė prancūzų mokslininkas Blezas Paskalis (Blaise Pascal, 1623 – 1662).

Jaunas Blezas, ilgas valandas padėdavęs tėvui, tuometiniam mokesčių rinkimo valdininkui, skaičiuoti pinigus, sugalvojo įrenginį, galintį atlikti sudėtį. Amžininkai įrenginį pavadino “Pascalina”. Jį sudarė ratukai, ant kurių buvo užrašyti skaitmenys nuo 0 iki 9. Ratukai turėjo dantračius. Apsisukęs vieną kartą, ratukas užkabindavo gretimą ratuką ir pasukdavo jį per vieną skaitmenį, t. y. atitinkama skaičiaus skiltis padidėdavo vienetu. B. Paskalio taikytas “surištų ratukų” principas buvo naudojamas beveik visuose vėliau sukurtuose mechaniniuose skaičiuotuvuose.

B. Paskalis vėliau tapo žymiu matematiku ir filosofu, tačiau jo nuopelnai kompiuterių istorijai prisimenami iki šiol. Jo vardu pavadinta viena iš populiariausių programavimo kalbų – Paskalio programavimo kalba.

Leibnico mašina

Pagrindinis “Paskalinos” trūkumas buvo tas, kad ja iš esmės buvo galima atlikti tik sudėtį. Visi kiti veiksmai buvo gaunami labai sudėtingai ir praktiškai nevartojami. Todėl ieškota patobulinimų.

1672 metais žymus vokiečių matematikas Gotfrydas Leibnicas (Gottfried Wilhelm von Leibniz, 1646 – 1716) sukūrė skaičiavimo mašiną, kuria buvo galima lengvai aatlikti visus keturis aritmetikos veiksmus. Tai buvo pirmasis mechaninis skaičiuotuvas.

G. Leibnicas taip pat išsamiai ištyrė dvejetainę skaičiavimo sistemą, aprašė jos veiksmus ir taisykles. Tik po 300 metų ši sistema tapo elektroninių kompiuterių veikimo pagrindu.

Automatinės staklės

Prancūzas Žosefas Žakardas (Joseph-Marie Jacquard, 1752 – 1834) 1801 metais sukūrė visiškai automatizuotas plono natūralaus šilko audimo stakles. Šis išradimas iš pirmo žvilgsnio lyg ir nieko bendra neturėjo su skaičiavimais.

Staklės buvo valdomos perforuotomis kortomis (perfokortomis) – kartono stačiakampiais su pramuštomis skylutėmis. Kiekvienam šaudyklės ėjimui buvo sudaroma atskira korta. Šitaip būdavo užkoduojamas visas audimo raštas. Tačiau kortų reikėdavo labai daug. Pavyzdžiui, paties išradėjo portretui išausti buvo panaudota keliasdešimt tūkstančių perfokortų.

Perfokortų idėja – automatizuotas valdymas iš išorės – vėliau buvo panaudotas kuriant ne tik mechanines, bet ir elektronines skaičiavimo mašinas. Tokio pat pobūdžio kortos 1946 – 1960 metais buvo panaudotos pirmuose kompiuteriuose.

Čarlzo Babidžo analitinė mašina

Šiuolaikinių kompiuterių konstravimo ir darbo principus sukūrė anglų matematikas, Kembridžo universiteto profesorius, pramoninkas Čarlzas Babidžas(Charles Babbage, 1791 – 1871). Tuo darbu užsiimti jį paskatino daugybė klaidų matematikos lentelėse, kurias jis naudodavo savo paskaitose dėstydamas universitete.

1822 metais pagamintu modeliu buvo nustatinėjamos antros eilės daugianarių reikšmės aštuonių ženklų tikslumu. Mašina pavadinta skirtumine, nes jos veikimas buvo pagrįstas baigtinių skirtumų metodu. Esminis jos trūkumas – ji galėjo aatlikti tik vieną užduotį. Jei reikėdavo atlikti kitokią skaičiavimo operaciją, tekdavo keisti visą mašinos mechanizmą.

Todėl Č. Babidžas nusprendė sukurti universalia skaičiavimo mašiną. Jis parengė jos projektą, pavadino analitine mašina. Deja, dėl lėšų stokos (vyriausybė neparėmė Č Babidžo projekto) bei tuometinės technologijos netobulumo mašina nebuvo sukurta. Nedidelė veikianti dalis ir keletas brėžinių 1843 metais buvo atiduoti saugoti Karališkojo koledžo muziejui Londone.

Tai būtų buvusi pirmoji programuojama skaičiavimo mašina. Ją turėjo sudaryti dvi pagrindinės dalys: “malūnas” ir “sandėlis” (pagal dabartinę terminiją – aritmetinis įrenginys ir atmintinė). Komandos ir duomenys turėjo būti išvedami iš perfokortų. Rezultatams išvesti buvo galima naudoti perfokortas bei automatinį spausdintuvą. Taigi analitinė mašina turėjo visas modernaus kompiuterio dalis, todėl pelnytai Č.Babidžas vadinamas kompiuterio tėvu. Jis buvo pirmas, kuris suprato, kad skaičiavimo mašina turi turėti penkis pagrindinius komponentus.

1. Įvesties įrenginys – informacijai įvesti į skaičiavimo mašiną. Č. Bebidžas panaudojo Žakaro perfokortas, kurios sėkmingai buvo naudojamos iki aštuoniasdešimtųjų metų

2. Atmintis – skaičiams ir programų komandoms saugoti Č. Babidžas naudojo perfokortas.

3. Aritmetinis įrenginys – atlieka skaičiavimo procesą. Č. Babidžas vadino jį “malūnu”. Dar ir dabar šis terminas vartojamas laikui, sunaudotam programos skaičiavimams apibrėžti.

4. Valdymo įrenginys – programos vykdymui kontroliuoti.

5. Išvesties įrenginys – skaičiavimo rezultatams išvesti. Č. Babidžas naudojo perfokortas ir automatinį spausdintuvą.

Thomaso aritmometras

1860 metais sukurtas Thomaso aritmometras. Tai

pirmasis komercinis mechaninis skaičiavimo mechanizmas. Jo galimybės buvo labai ribotos, nes atliko tik sudėties ir atimties veiksmus.

Holerito tabuliatorius ir IBM

Po Č. Babidžo viena ryškiausių asmenybių buvo amerikietis mokslininkas ir pramonininkas Hermanas Holeritas (Herman Hollerith, 1860 – 1929). Jis dirbo JAV vidaus reikalų ministerijos statistikos valdyboje, kurioje buvo apdorojami gyventojų surašymo duomenys. Tai užimdavo nepaprastai daug laiko – po keletą metų.

Todėl H. Holeritas 1882 metais suprojektavo gyventojų surašymo duomenų apdorojimo mašiną, vadinamą tabuliatoriumi. Visos žinios apie gyventojus buvo įvedamos perfokortomis, kuriose ppirmą kartą buvo panaudota dvejetainė skaitmenų koncepcija: yra kortoje kiaurymė – 1, nėra kiaurymės – 0. Skaitant perfokortą, pro jos skylutes pralįsdavo metaliniai strypeliai, kurie liesdavo vonelėje esantį gyvsidabrį. Kiekvieną kartą prisilietus imdavo tekėti elektros srovė, kuri atitinkamą skaitiklį pasukdavo vienetu.

H. Holerito tabuliatorius tapo pirmąja skaičiavimo mašina, veikiančia ne vien mechaniniu principu. Ji pasirodė esanti labai efektyvi, todėl buvo įsteigta šių mašinų gamybos firma. Nuo 1924 metų ji pradėta vadinti IBM (International Business Machines) ir dabar yra viena stambiausių kompiuterius ggaminančių firmų.

Konrado Cuzės Z1

Vokietis Konradas Cuzė (Konrad Zuse) nuo pat vaikystės mėgo konstruoti. 1934 metais, būdamas Berlyno aukštosios techninės mokyklos studentu, patyrė, kad labai nuobodu atlikti sudėtingus inžinerinius skaičiavimus. Todėl jis ėmė kurti universalią skaičiavimo mašiną, panašią į Č. Babidžo aanalitinę mašiną (nors apie Č. Babidžo darbus jis nebuvo girdėjęs). Paeksperimentavęs su dešimtaine skaičiavimo sistema, K. Cuzė pasirinko dvejetainę. Ir nors jis nebuvo susipažinęs su anglų matematiko Džordžo Bulio (George Boole) logika, pagrindžiančia elementarius veiksmus su dvejetainiais skaičiais, K. Cuzė 1936 metais sukūrė skaičiavimo mašiną Z1, kurioje buvo panaudoti D. Bulio algebros principai. Vėlesniame modelyje Z2 vietoje mechaninių jungiklių buvo panaudotos elektromechaninės relės, o informacijai įvesti pritaikyta perforuota 35 mm fotojuostelė (vėliau ji buvo pakeista popierine). K. Cuzė tobulino savo mašiną iki1939 metų , kada kilo II pasaulinis karas. Karas davė galingą impulsą skaičiavimo technikos vystymuisi.

Berlyne K. Cuzė sukonstravo Z3 ir pradėjo projektuoti Z4, kurioje vietoj elektromechaninių relių turėjo būti panaudotos elektrovakuuminės lempos, tai būtų žymiai padidinę mašinos greitį. Tačiau HHitleris šio projekto nepalaikė, tikėdamasis greitai laimėti.

Pirmasis kompiuteris

Elektroninės skaičiavimo mašinos – nuo šiol jas pradėsime vadinti kompiuteriais – projektą pirmasis sukūrę amerikiečių fizikas Džonas Atanasovas (John Atanasoff, 1904 – 1995) dar 1939 metais. Jo suprojektuotas kompiuteris buvo pavadintas ABC. Kompiuteris buvo naudojamas Ajovos universitete studentų matematikos moksliniams darbams.

Kompiuteris ABC buvo pagrįstas dviem svarbiomis naujovėmis: 1) buvo naudojamos elektroninės lempos; 2) duomenys buvo koduojami dvejetaine skaičiavimo sistema.

Šie Dž. Atanasovo sugalvoti principai ilgą laiką buvo naudojami visuose vėlesniuose kompiuteriuose.

1990 metais, praėjus beveik 550 metų po jo išradimo, 87-erių metų profesorius J. Atanasovas buvo apdovanotas JAV Nacionaliniu aukso medaliu už technologinius sprendimus.

MARK I

1941 metų pabaigoje, tuojau pat po to kai JAV įstojo į karą, IBM firmos prezidentas pasiūlė Amerikos prezidentui savo paslaugas ir 1944 metais pagamino gana galingą kompiuterį “MARK I” (Manchester Automatic Digital Machine), turintį apie 750 tūkstančių detalių, tame skaičiuje 3304 elektromechaninių relių. Tai buvo pirmoji relinė skaičiavimo mašina, kurią suprojektavo amerikiečių profesorius Hovardas Aikenas. Mašina buvo pastatyta JAV, Bostono mieste, Harvardo universitete. Ji galėjo atlikti 3 veiksmus per sekundę, buvo 15m ilgio, 2,5 m aukščio, svėrė 3 tonas. MARK I buvo ištisas elektromechaninių kalkuliatorių rinkinys, labai panašus I Babidžo analitinę mašiną, bet žymiai tobulesnis. Dirbdama mašina kėlė labai didelį triukšmą, kadangi pagrindiniai jos elementai buvo daugiau kaip 3 tūkstančiai relių.

ENIAC

Paprastai pirmuoju elektroniniu kompiuteriu laikomas “ENIAC” sukurtas 1946 metais, Filadelfijos mieste, Pensilvanijos universitete. Šis kompiuteris buvo skirtas JAV armijai. Vėliau juo buvo atliekami daugelio mokslinių tyrimų sudėtingi skaičiavimai. Kompiuteris buvo sudarytas iš 18000 elektroninių lempų, užėmė 549 m2 plotą, o jo centrinis procesorius svėrė 3 tonas, o visas – 30 tonų, galėjo atlikti 5000 sudėties veiksmų per sekundę, kas 7 minutes klysdavo, nes dėl perkaitimo pakisdavo voltamperinės elektroninių lempų charakteristikos, veikė 99 metus.

Iš tikrųjų ne visai taip. ENIAC buvo pirmasis universalus kompiuteris (DŽ. Atanasovo suprojektuotas ABC buvo skirtas matematinės fizikos lygtims spręsti). Tačiau Eniac kūrėjai Džonas Moučlis (John Mauchly, 1907 – 1980) ir Džonas Presperas Ekertas (John Persper Eckert, 1919 – 1995) pagrindines idėjas (ypač elektroninių lempų panaudojimą) perėmė iš Dž. Atanasovo: jie buvo susitikę, diskutavo šia tema. Todėl gerokai vėliau (1974 metais) JAV federalinis teismas DŽ Atanasovą pripažino tikruoju elektroninio kompiuterio principų išradėju.

Dž. fon Noimano įnašas

Baigiant ENIAC projektą, prie jo kūrėjų grupės prisijungė vengrų kilmės amerikietis matematikas, kibernetikos mokslų pradininkas Dž. fon Noimanas (John von Neumann, 1903 – 1957). Jis pastebėjo nepatogų ir neefektyvų ENIAC programavimą: kompiuteris buvo ruošiamas darbui keletą dienų, o programa atliekama per keletą minučių. Todėl gimė mintis pakeisti kompiuterio veikimo principą.

Dž. fon Noimano idėjos buvo paskelbtos 1946 metais straipsnyje “Požiūris į elektroninio skaičiavimo įrenginio loginę konstrukciją”. Svarbiausios aptariamos temos – dvejetainės skaičiavimo sistemos pagrindimas ir atmintinėje laikomos programos principas. Pastarasis turėjo didžiulį poveikį kompiuterių konstravimui ir buvo pavadintas Noimano Architektūra.

Noimano architektūros pagrindinė idėja: programa ir duomenys kompiuteryje neatskiriami, todėl programą galima laikyti kompiuterio atmintinėje, o iš atminties perskaityti ir vykdyti komandas, atlikti veiksmus su programos komandomis (t. y. jas modifikuoti).

ESM “EDSAC”

1947 metais Kembridže Morisas Vilksas (Maurice WWilkes) sukorė ESM “EDSAC” (Electronic Delay Storage Automatic Calculator – elektroninis automatins kalkuliatorius, turintis atmintį su užlaikymo linijomis). Ši mašina, skirtingai nuo kitų, naudojo naują programinio aprūpinimo strategiją, t.y. standartines, dažnai skaičiavimams naudojamas, programas ir įrangą programų klaidoms aptikti.

Pirmą kartą ESM “EDSAC” buvo panaudota operacinė sistema OS, t.y. programų, kuris leido automatiškai valdyti skaičiavimo procesą. Tai sudarė geras sąlygas labai sparčiai kurti vis geresnius kompiuterius, kuriuose programos žaibiškai nuskaitomos iš mašinos atminties ir atlieka įvairios informacijos apdorojimą.

UNIVAC

1951 metais sukurtas pirmas komercinis kompiuteris – UNIVAC. duomenys buvo saugomi magnetinėse juostose. UNIVAC svarbiausios dalies – centrinio procesoriaus elektroninės schemos užėmė kambario, kuriame galima vaikščioti, plotą. Šiandien tokio sudėtingumo schema tilptų ant piršto, tačiau tuo metu tai buvo technikos stebuklas. Pagaminta ir parduota 40 tokių sistemų. UNIVAC buvo naudojamas iki 1960 metų.

Svarbiausi skaičiavimo technikos vystymosi momentai

Išradimo data Išradimas Išradėjas

V a. pr. Kr. abakas Senovės graikai ir romėnai

1614 – 1620 metai Logaritminė liniuotė Edmundas Gunteras

1642 metai Pascalina Blezas Paskalis

1672 metai Leibnico mechanizmas Gotfrydas Leibnicas

1801 metai Automatinės natūralaus šilko audimo staklės Žosefas Žakardas

1842 metai Analitinė ir skirtuminė mašina Čarlzas Babidžas

1860 metai Thomaso aritmometras

1890 metai Holerito tabuliatorius Hermanas Holeritas

1936 metai Z1 Konradas Cuzė

1939 metai ABC Džonas Atanasovas

1944metai MARK I Hovardas Aikenas

1946 metai ENIAC Džonas Moučlis ir Džonas Prespersas Ekertas

1951 metai UNIVAC Džonas Moučlis ir Džonas Prespersas Ekertas

1960 metai Tranzistorius Viljamas Bedfordas Shocklis

1964 – 1970 metai Integrinė grandinė Jackas Ciblis

1971 metai Didžioji integrinė sistema

1971 metai Intel Tedas Hofas

Kompiuterių kartos

Iš tikrųjų kompiuteris

atsirado tada, kai jame buvo panaudotos elektroninės lempos. Elektronines lempas pakeitė tranzistoriai, juos mikroschemos, jas – integrinės schemos. Taip atsispindėjo fizikos mokslo raida. Šie pokyčiai kompiuterio darbui buvo esminiai – mažėjo jų dydis, didėjo atliekamų operacijų skaičius. Todėl dažnai kompiuteriai skirstomi į kartas pagal juose naudojamus elektroninius įtaisus. Trumpai aptarsime pagrindinius kartų požymius.

I kompiuterių karta

I karta: 1951 – 1958m. didelių matmenų, galingų aušinimo įrenginių reikalaujantys lempiniai kompiuteriai. Juose pradėta realizuoti programinė įranga, laikoma kompiuterio atmintinėje, pavyzdžiui, operacinė sistema. Kompiuterių įvesties iir išvesties įrenginiai buvo perfokortos ir magnetinės juostos. Iš pradžių buvo programuojama tik mašinine kalba. 1951 metais G. M. Hoper pasiūlė verčiančių programų (transliatoriaus) idėją. Buvo pradėti kurti transliatoriai, palengvinantys programuotojų darbą. I kartos kompiuterių darbo greitis – kelios dešimtys tūkstančių operacijų per sekundę. Pirmosios kartos atstovai ENIAC, UNIVAC.

II kompiuterių karta

II karta: 1959 – 1964 metai. 1960 metais fizikoje buvo atrastos naujos medžiagos – puslaidininkiai. Panaudojęs šias medžiagas JAV kompanijos AT&T mokslinių tyrimų centro Bell Labs darbuotojas Williamas Bedfordas Shocklis iišrado tranzistorių. Tranzistoriai yra daug mažesni už elektronines lempas ir skleidžia daug mažiau šilumos. Tranzistoriai buvo panaudoti ir kompiuterių gamyboje. Todėl tranzistoriniai, jau gerokai mažesni kompiuteriai. Išorinė atmintinė realizuota magnetiniuose diskuose. Kompiuterio darbo greitis – iki 1 milijono operacijų per ssekundę. Programavimas supaprastėjo: buvo naudojamos algoritminės kalbos. Uždaviniai buvo sprendžiami paketiniu režimu, t.y. visos programos buvo įvedamos iš karto, o atliekamos pagal įrenginių laisvumą.

III kompiuterių karta

III karta: 1965 – 1970 metai. Tuo laiku JAV kompanijos Texas Instruments darbuotojas Jackas Cilbis sukūrė integrinę grandinę – sudėtingą elektroninę grandinę ant silicio plokštės, kuri pakeitė tranzistorius. Todėl sumažėjo kompiuterių matmenys. Atsirado mažesnių, spintos dydžio kompiuterių. Apie 1970 metus sukurti kompiuteriai buvo vadinami mini kompiuteriais. Pradėti naudoti displėjai. Padidėjo atmintinė. Magnetinius būgnus išstūmė magnetiniai diskai. Tai atvėrė naujas ir labai svarbias kompiuterių galimybes – apdoroti duomenis keletu programų vienu metu ir keliems vartotojams naudotis vienu kompiuteriu. Mini kompiuteriais pradėjo domėtis įvairių profesijų žmonės, norėdami juos panaudoti savo problemoms spręsti. Buvo sukurta speciali programinė įranga, lleidžianti vartotojui bendrauti su kompiuteriu tam tikromis operacinės sistemos komandomis, skirtomis valdyti kompiuterį, jo resursus ir taikomąsias programas. Kompiuterio darbo greitis – iki šimtų milijonų operacijų per sekundę.

IV kompiuterių karta

IV karta: 1971 – 1987 metai. 1971 metais buvo sukurta didžioji integrinė schema. Tai tūkstančiai integrinių schemų vienoje silicio plokštelėje – mikroschemoje (luste)) ar kartais populiariai vadinamajame “čipe”. Naudojamame karti atminties ir logines mikroschemas, kurios atlieka įvairaus sudėtingumo ir lygio loginius veiksmus kompiuterio centriniame procesoriuje. Skirtingoms funkcijoms atlikti kuriamos skirtingos didžiosios iitegrinės schemos. Vėliau buvo sukurta labai didelė integrinė schema – šimtai tūkstančių integrinių schemų vienoje silicio plokštelėje. Tai leidžia sukurti pirmąjį mikroprocesorių “Intel” (T. Hofas, F. Faginas). Buvo sukurtas ir pirmasis asmeninis kompiuteris “MITS Altair 8800” bei beveik tuo pačiu metu – “Apple”. Kompiuterių matmenys visai sumažėjo, todėl jie buvo pavadinti mikrokompiuteriais. Mikrokompiuteriuose panaudoti įvesties ir išvesties įrenginiai, kurie leido duomenis ir programas įvesti tiesiai ši klaviatūros. Mikroprocesoriai įgalino sukurti vaisai naują kompiuterių klasę – superkompiuterius, naudojančius šimtus ar net tūkstančius mikroprocesorių.

V kompiuterių karta

V kartos pradžia 1987 metai. J tęsiasi iki šių dienų. Tai kompiuteriai, kuriais dirbama dabar ir kurie atsiras artimiausiu metu. Akivaizdu, kad būsimi kompiuteriai bus vis greitesni, didės duomenų apdorojimo gali, virtualioji atmintis bus neribota. Numatomos šios kompiuterių plėtros tendencijos:

Skaičiavimo mašinų kūrimas Lietuvoje

Trumpa istorinė apžvalga

Skaičiavimo priemonių kūrimas Lietuvoje prasidėjo 1959 metais.

Lietuvos inžinieriai, buvę tuo metu prie Respublikos vairo, pasinaudodami pradėta vykdyti ūkio valdymo decentralizacija, ėmė vystyti Lietuvoje pramonę. Jai vadovauti Lietuvoje buvo įkurta Lietuvos Liaudies Ūkio Taryba (LLTŪ).

LLTŪ 1959 metų pradžioje nusprendė organizuoti Lietuvoje Skaičiavimo mašinų konstravimą ir gamybą. Šiais metais buvo įkurtas ir Skaičiavimo mašinų specialusis konstravimo biuras (SM SKB), kuriam buvo pavestas skaičiavimo mašinų projektavimas. SM SKB veikė kaip savarankiška organizacija.

Skaičiavimo mašinų gamyba Lietuvoje perėjo vvisus skaičiavimo technikai būdingus vystymosi etapus – nuo elektromechaninių perfokortinių skaičiavimo mašinų gamybos iki didelio integruotumo elektroninių skaičiavimo mašinų gamybos.

Pagrindinė kuriamų skaičiavimo mašinų panaudojimo sfera buvo apskaitos darbai bei kiti ekonominiai skaičiavimai.

Per 1959 – 1963 metų laikotarpį buvo sukurtas ir gaminamas elektromechaninių perfokorinių skaičiavimo mašinų komplektas, kurio pagrindą sudarė perfokortų masyvų apdorojimo įrenginiai. Tokiais įrenginiais buvo perfokortų iššifravimo mašina RM80, elektroninis skaičiavimo įrenginys Rūta 61 (EVP 80-2), įrenginys duomenų perrašymui iš perfokortos ir perfojuostą BLP-1.

Jau bekuriant perfokortinį skaičiavimo mašinų komplektą buvo atliekami tyrimai kaip pakeisti šį komplektą mažomis, pigiomis elektroninėmis skaičiavimo mašinomis. Šių tyrimų pasėkoje buvo nustatyta elektroninės skaičiavimo mašinos struktūra, komandų sistema, būtiniausių įrenginių sąstatas ir jų parametrai. Taip pat buvo nuspręsta duomenų kaupimui ir saugojimui sukurti magnetinius diskus su keičiamais diskų paketais ir automatizuoti duomenų perkėlimą iš popierinio pirminio dokumento į mašininį nešėją. Šie ketinimai buvo realizuoti 1964-1970 metais kuriant skaičiavimo kompleksą “Rūta 110”.

Dėl skaičiavimo komplekso “Rūta 110” buvo sukurtas specializuotas centrinis procesorius ir eilė išorinių įrenginių, kaip magnetinių diskų atminties įrenginys R401, dokumentų skaitymo automatas “rūta 701”, duomenų distancinio surinkimo ir perdavimo kompleksas R801 (su duomenų įvedimo įrenginiais R901 ir R902), perfokortų įvedimo-išvedimo įrenginys R601.

Patirtis, sukaupta projektuojant, gaminant ir eksploatuojant skaičiavimo kompleksą “Rūta 110” ir jo įrenginius, lleido 1968-1980 metų laikotarpyje sukurti ir sėkmingai gaminti tokias mažas skaičiavimo mašinas, kaip M5000, M5010 ir M5100, kurios buvo plačiai naudojamos centrinės statistikos valdybos skaičiavimo centrų sistemoje ir vidutinio dydžio įmonių skaičiavimo centruose.

1959-1980 metai Lietuvos konstruktoriams buvo pakankamai laisvos kūrybos laikotarpis. Diktato iš Maskvos praktiškai nebuvo. Tai leido gana plačiu frontu vykdyti konstravimo ir mokslinio tyrimo darbus. Be konkrečių skaičiavimo mašinų ir jų programinės įrangos kūrimo darbų buvo vystomi projektavimo automatizavimo darbai. Tuo tikslu prie Kauno politechnikos instituto buvo įkurta elektroninių skaičiavimo mašinų laboratorija, kurios darbus šioje srityje finansavo SM SKB. Tuo metu pačiame SM SKB buvo pradėti ir vykdomi mokslinio elektromagnetinio suderinamumo skaitmeninėje technikoje darbai, leidę žymai padidinti kuriamų įrenginių patikimumą.

TSRS vėl grįžus prie centralizuoto ūkio valdymo Lietuva norėdama nors dalinai išsaugoti savo įtaka pramonei, kuria gamybinius susivienijimus. Taip atsiranda “Sigma”, sujungęs septynias gamyklas ir keturis konstravimo biurus. Šis susivienijimas pateko į TSRS prietaisų automatizavimo priemonių ir valdumo sistemų ministerijos sudėtį. Ši ministerija palaipsniui pradeda diktuoti kokią susivienijimas turi turėti gamybinę-ekonominę ir techninę politiką. Pareikalauta, kad gamybinis susivienijimas “Sigma” pasirengtų mažų skaičiavimo mašinų SM EVM gamybai. Taip 1980 – 1990 metų laikotarpyje buvo sukurtos ir gaminamos mašinos SM1600 ir SM1700, kurios iš esmės buvo ES EVM šeimos skaičiavimo

mašinos.

Skaičiavimo mašina SM1600 buvo sukurta kaip pereinamasis modelis tarp M5100 ir SM EVM. SM 1600 leido panaudoti M5100 programinę įrangą.

Paskutinė gamybinio susivienijimo “Sigma” gaminta skaičiavimo mašina buvo SM 1700. Ši mašina buvo gaminama iki 1990 metų.

Lietuvai tapus nepriklausomai ir subirėjau TSRS, gamybinis susivienijimas “Sigma” neteko rinkų ir nustojo egzistavęs, kaip kompiuterinės technikos gamintojas. Be to, atsirado galimybė vartotojui nusipirkti norimą kompiuterinę techniką, pagamintą bet kurioje šalyje ir pagal paskutinius pasaulinius pasiekimus.

Apibendrinimas

SM SKB darbas buvo orientuotas keliomis kryptimis:

• Mažos skaičiavimo mašinos, orientuotos eekonominių duomenų apdorojimui;

• Duomenų įvedimo automatizavimas;

• Magnetinių diskų kaupiklių projektavimas.

Svarbiausi SM SKB darbai:

• Elektroninis atsitiktinių procesų analizatorius EASP-S (1961 m.);

• Elektroninis skaičiavimo įrenginys EVP80-2 “Rūta” (1962 m.);

• Informacijos perrašymo įrenginys BPL-1 (1962 m);

• Tebemechaninė duomenų perdavimo sistema BTI (1963 m.);

• Elektroninis skaičiavimo įrenginys “Neris” (1962 m.);

• Elektroninis skaičiavimo įrenginys “Angara” (1964 m.);

• Elektroninis skaičiavimo įrenginys “Maskva” (1963 m.);

• Perfokortų iššifravimo mašina RM80 (1965 m.);

• Grafikų skaitymo įrenginiai “Gama1” ir “Gama2” (1963 m.);

• Grafikų skaitymo įrenginys “Siluetas” (1965 m.);

• Rankraštinių duomenų skaitymo ir įvedimo įrenginiai “Rūta701” (1967 m.) ir “Rūta 711” (1973 m.);

• Magnetinių kortų ĮĮvedimo-išvedimo įrenginių kompleksas (1969 m.);

• Skaičiavimo kompleksas “Rūta 110” (1969 m.);

• Duomenų surinkimo sistema R801 (1969 m.);

• Perfokortų išvedimo įrenginys R611 (1976 m.);

• Magnetinių diskų įrenginiaiR401 (1969 m.), R414 (1970 m.), SM 5421 (1974 m.), R421 (1974 m.), SM 5408 (1982 m.), SM 5414 ((1986 m.) ir SM 5418 (1989 m.);

• Skaičiavimo mašinos M5000 (1973 m.), M5010 (1975 m.), M5100 (1980 m.), SM 1600 (1981 m.), SM 1700 (1988 m.);

• Trikdžių matavimo ir imitavimo komplektas KIMP-2 (1980 m.);

• Operacinės sistemos visoms sukonstruotoms skaičiavimo mašinoms;

• Žaidimo automatų kompleksas (1975-1990 m.);

• Sudėtingi technologiniai įrenginiai (daugiau nei 50) (1960-1990 m.).

Literatūra

1. V. Dagienė. Informatika. “Gimtinė”, Vilnius, 2002

2. E. Valavičius, J. Stankevičius, G. Leonavičius. Informatika I. “Piketas”, Vilnius, 1999

3. D. Janickienė. Informatika. VDU, Kaunas, 2002

4. V. Dagienė, G Grigas. Informatika. “Šviesa”, Kaunas, 1991

5. Lietuvos Kompiuterininkų Sąjunga. Kompiuterininkų dienos – 99, IId. “Žara”, Vilnius, 1999