Как выглядела первая версия операционной системы Windows
И хотя первую графическую оболочку придумали в Apple, по-настоящему популярной её сделали Microsoft. С точки зрения современного пользователя, Windows 1.0 (вышедшая в 1986 году) даже сложно назвать «графической оболочкой», скорее она является «псевдографической». Связано это с тем, что самым передовым графическим стандартом на момент её выхода было разрешение 640х350 пикселей и отображение аж 16 цветов. С этим же, кстати, связан тот факт, что в первой версии Windows окна не могли перекрывать друг друга, а могли располагаться исключительно рядом. Кнопка в верхнем правом углу окон использовалась для разворачивания на весь экран. Размер окон можно было изменять при помощи соответствующего виджета в правом нижнем углу, но при этом автоматически изменялись размеры всех остальных открытых окон. Для работы операционной системы было необходимо всего 256кб. Для сравнения, современный средних параметров смартфон, имеет 2Гб памяти и это в 1,000 (!) раз больше, чем крутые персональные компьютеры того времени!
А вот как выглядели знакомые нам сегодня программы, тогда.
Notepad
Paint
Калькулятор и буфер обмена (который в Windows 1.0 был отдельным приложением)
Текстовый редактор Write, часы и игра реверси. Время пасьянсов и непотопляемого «Сапёра» ещё не пришло.
Так-то "История компьютеров" началась гораздо раньше — с Абака и Паскалины. А эту тему лучше было бы назвать "История персональных компьютеров". И ее надо начинать не с РС- и Maк-совместимых, а с более ранних персональных моделей — от Н316 и т.п.
Английский профессор математики и изобретатель Чарльз Бэббидж был одержим вычислительными науками. Ещё в молодости 21-летний учёный впервые задумался о вычислительной машине, а это был 1812 год. На основании многолетних трудов по совершенствованию вычислительных таблиц он придумал механизм, который бы свободно производил сложения разностным методом. Так появилась разностная машина. К 1822 году Чарльз собрал свою первую, Малую разностную машину. Аппарат, состоящий из множества шестерёнок, был представлен Королевскому Астрономическому обществу.
Путём использования десятичных схем счисления механизм оперировал 18-разрядными числами и предоставлял точный результат в течение 1 минуты. Кроме этого, малая разностная машина могла складывать многочлены 7 степени. За изобретение Чарльз Бэббидж был удостоен золотой медали. Получив субсидию от Британского правительства в размере 1 500 фунтов, математик приступил к проектированию более мощной разностной машины. В общей сложности сумма последующих дотаций составила 17 000 фунтов стерлингов. Но даже спустя 9 лет Бэббидж не смог продемонстрировать аппарат заказчику.
К 1854 году математик сумел создать несколько аналогичных разностных машин и даже одну из них продал. Затем он принялся за разработку аналитической машины, работа которой была основана на металлических числовых перфокартах. Но довести дело до конца он не смог. Не хватило финансирования. Остатки жизни учёный посвятил философии и скончался в 79 лет.
Аналитическая машина Чарльза Бэббиджа использует принцип программного управления и является предшественницей современных ЭВМ.
Основные части аналитической машины
Аналитическая машина состояла из следующих четырех основных частей:
блок хранения исходных, промежуточных данных и результатов вычислений. (состоял из набора зубчатых колес, идентифицирующих цифры подобно арифмометру);
блок обработки чисел из склада, названный мельницей (в современной терминологии - это арифметическое устройство);
блок управления последовательностью вычислений (в современной терминологии - это устройство управления УУ);
блок ввода исходных данных и печати результатов (в современной терминологии - это устройство ввода/вывода ).
Аналитическая машина так и не была изготовлена Чарльзом Бэббиджем. Кроме хронической нехватки финансовых средств, важнейшая из причин — технологическая. Тогда не умели обрабатывать металл с высокой степенью точности и с высокой производительностью — а для реализации проекта требовались тысячи одних только зубчатых колес.
Большое влияние на посмертную судьбу машины оказал генерал Бэббидж, сын изобретателя. Выйдя в отставку в 1874 году, он несколько лет посвятил изучению отцовского наследия, а в 1880 году начал работу по восстановлению Difference Engine в «железе». Работа продолжалась с переменным успехом до 1896 г. В конце концов к 1904 году был создан небольшой фрагмент машины, который печатал результаты вычислений. Кроме того, Бэббидж-младший сделал несколько мини-копий Difference Engine и разослал их по всему миру.
В 1991 году, к двухсотлетию со дня рождения ученого, сотрудники лондонского Музея науки воссоздали по его чертежам 2,6-тонную «разностную машину № 2», а в 2000 году — еще и 3,5-тонный принтер Бэббиджа. Оба устройства, изготовленные по технологиям середины XIX века, превосходно работают — в расчётах Бэббиджа было найдено всего две ошибки.
Слово «компьютер» родом из Англии. Впервые оно было записано в 1613 г., означало «вычислитель» и применялось по отношению к человеку, чья работа состояла в проведении сложных подсчетов. Таким «человеком-компьютером» был, например, отец Блеза Паскаля, которому поручили провести реорганизацию системы налогообложения одной из провинций во Франции. Юный Паскаль быстро сообразил, насколько полезной может быть вычислительная машина, и в 1642 г. начал работу над созданием устройства, впоследствии получившего имя «Паскалина». Он сконструировал 50 опытных образцов, прежде чем в 1654 г. наконец получил совершенную модель. После этого он создал еще примерно 20 машин, 9 из которых сохранились до наших дней. Общество никогда не сомневалось в правильности такого выбора — сегодня за нас ведут подсчеты кассовые аппараты, динамические таблицы и множество других автоматических вычислителей.
«Паскалину» можно было настроить на выполнение сложения или вычитания. Умножение производилось путем многократного сложения. Числа вводились в счетную машину поворотом наборных колесиков на требуемый угол. Набираемое число отображалось в окошке над наборным колесиком. Ввод нового числа автоматически суммировал его с уже введенным. Система зубчатых колес и анкеров автоматически повышала разряд полученного в результате вычисления числа, сдвигая соседнее колесико. Для того чтобы вычитать на «Паскалине», необходимо было сдвинуть специальную планку в соответствующую позицию*. На некоторых машинах база была не десятеричной — денежная система Франции того времени была довольно запутанной, а система мер (длины, в частности) — весьма архаичной, и вести финансовые или топографические расчеты в десятеричной системе было бессмысленно.
Августа Ада Байрон-Кинг вошла в историю не только как дочь поэта лорда Байрона, но и как первый программист. Графиня-математик описала вычислительную машину и написала первую программу в то время, когда компьютеров еще не существовало. Ее именем назван язык программирования «Ада», а терминология, введенная леди Байрон, используется и по сей день. Графиня была настолько умна и привлекательна, что современники обвиняли ее в связях с дьяволом, а она этого не отрицала.
Любовь к точным наукам девочка унаследовала от матери, Анабеллы Милбэнк-Байрон, которую называли «королевой параллелограммов». Заметив способности дочери, мать пригласила заниматься с ней своего бывшего учителя, шотландского математика А. де Моргана, и его жену М. Сомервилль. В 13 лет Ада уже рисовала в альбоме чертежи летательных аппаратов.
От своей наставницы Ада впервые услышала имя Чарльза Бэббиджа – профессора математики Кэмбриджского университета, а вскоре и познакомилась с ним лично. На тот момент он занимался разработкой проекта счетной машины, которая могла бы производить вычисления с точностью до двадцатого знака. Проект так и не был реализован, но Ада приняла участие в разработках. Занимаясь переводом труда итальянского ученого Л. Менебреа, она снабдила текст такими подробными комментариями и замечаниями, что превзошла самого автора.
Ей удалось разглядеть в описываемой машине то, о чем не подозревал даже изобретатель: «Суть и предназначение машины изменятся от того, какую информацию мы в неё вложим. Машина сможет писать музыку, рисовать картины и покажет науке такие пути, которые мы никогда и нигде не видели». Ада предвидела возможности компьютера еще до того, как он был создан. Она описала алгоритм вычисления чисел Бернулли на аналитической машине. Это была первая программа, написанная для компьютера, и хотя машина Бэббиджа так и не была сконструирована при жизни автора, Аду считают первым программистом.
Ада не оставила своих занятий даже после замужества и рождения троих детей. Ее мужем стал барон Кинг, вскоре унаследовавший титул лорда Лавлейса. Он не препятствовал увлечениям жены и оказывал ей существенную материальную поддержку. Добывать деньги пыталась и она сама, причем весьма необычным способом. Вместе с Бэббиджем они занялись разработкой беспроигрышной системы ставок на скачках – графиня Лавлейс была азартным игроком. Проиграв внушительную сумму, она не остановилась и продолжила играть. Тайком от близких Ада истратила на скачках все свои личные деньги. Однажды она даже стала жертвой шантажистов, угрожавших раскрыть ее тайну.
Немецкий инженер и изобретатель первого в мире работающего программируемого компьютера Конрад Цузе попал в мир информационных технологий практически случайно. Будущий изобретатель был наделен неплохими способностями к изобразительному искусству, а также любил строительство и конструирование. Поэтому он поступил в Берлинский Технический Университет на факультет архитектуры и гражданского строительства (1930-1935), где увлекся математикой и физикой. Во время обучения, изучая строительство зданий и дорог, Цузе столкнулся с серьезной проблемой. Этот тип конструкций требовал решения огромных систем линейных уравнений, которые было очень трудно просчитать с помощью логарифмической линейки или даже механического калькулятора того времени.
Как вспоминал Цузе: «Я был студентом в гражданской инженерии в Берлине. Берлин — это красивый город, открывающий перед молодым человеком множество возможностей приятно провести время, например, с хорошенькой девушкой. Но вместо этого мы вынуждены были выполнять громадные и ужасные расчеты».
Для подобных просчетов инженеры использовали особые таблицы, куда записывали формулы выполнения основных операций в двоичной системе счисления. Именно тогда у Цузе возникла идея автоматизировать этот процесс применив несложное вычислительное устройство. Говоря иными словами — изобрести первую программируемую двоичную вычислительную машину.
Двоичная программируемая машина Z1
В 1936 году Цузе завершил логический план для своего первого компьютера V1 (от немецкого Versuchsmodell-1, то есть «опытная модель»). На самом деле названия всех машины должны были начинаться с V (от V1 до V4), но после Второй мировой войны он изменил имена на Z1-Z4 (начальная буква фамилии изобретателя), чтобы избежать неприятных ассоциаций с V1-V4 военных ракет.
Цузе не имел опыта в области электроники, не обладал достаточными знаниями в области механики и конечно же, не мог знать принципы работы других вычислительных устройств. Но эти обстоятельства его не смущали. Молодой изобретатель незамедлительно начал реализацию своей идеи. С помощью знакомых он собрали небольшую сумму денег для исследования и вместе с несколькими друзьями приступил к работе. Процесс разработки и сборки происходил в берлинской квартире его родителей — домашняя гостиная превратилась в настоящую мастерскую. Никаких специально оборудованных лабораторий, никакой помощи от правительства, министерств или университетов. Конрад делал все сам, создавая свой компьютер практически из ничего. С другой стороны, возможно именно это обстоятельство дало ему преимущество, так как он смог иначе посмотреть на вопросы машинной арифметики и найти новый подход к решению определенных задач. Позже изобретатель писал, что в силу неосведомленности он не был ограничен в поисках системы, наилучшей для автоматических вычислений. Попробовав десятичную систему, Цузе остановился на двоичной.
Существовавшие на то время вычислительные механизмы были построены с использованием вращающихся элементов и оперировали значениями в десятичной системе счисления. Особенностью Z1 было то, что она занималась обработкой чисел в двоичной системе и для переключения использовались не реле, а металлические пластины. Надо заметить, что эти пластины вырезались Цузе и его друзьями вручную, обычным лобзиком (2000 штук!). Пластины перемещались в строго определенном направлении. Смещенные пластины, указывающие значения вычисляемых величин и математические операции, перемещали ряд других пластин, изменяющих регистр двоичных чисел и сохраняющих промежуточный результат. Полученные данные позволяли производить другие преобразования. Собственно задаваемый оператором несложный последовательный алгоритм вычислений и был прототипом современной компьютерной программы. Примечательной особенностью первого компьютера была клавиатура для ввода данных с мигающими лампочками для указания результатов.
Работа над изобретением заняла более двух лет. В 1938 году машина Z1 увидела свет. Она была огромной, состояла из 20 000 частей. Электрический двигатель мощностью 1 кВт. обеспечивал тактовую частоту одного Герца (один цикл в секунду).
Основные характеристики Z1
Реализация: тонкие металлические пластины
Частота: 1 Гц
Вычислительный блок: обработка чисел с плавающей запятой
Средняя скорость расчета: умножение — 10 секунд, сложение — 5 секунд
Ввод данных: клавиатура, устройство считывания с перфоленты
Вывод данных: ламповая панель (десятичное представление)
Память: 64 слова по 22 бита
Вес: около 1000 кг
Первое устройство Цузе не имело способности «сохранять программу». Также отсутствовала команда условного перехода. Но стоит ли желать большего от машины, построенной из металлических пластин и имеющей 64 слова памяти? К тому же Цузе сам разрабатывал теоретические основы для своих компьютеров. Он был знаком с двоичной цифровой системой Лейбница. Но не имел понятия о алгебре Джорджа Буля. Он должен был изучать математическую логику многих выдающихся ученых, чтобы разработать свою собственную систему, назвав обозначения «Условные комбинаторные» (Bedingungskombinatorik).
Во время 2 МВ Цузе был призван на фронт. Но вскоре был возвращён для продолжения своих работ.
При этом Цузе никогда не имел личных претензий к тогдашней германской власти.
Во время 2 МВ Цузе был призван на фронт. Но вскоре был возвращён для продолжения своих работ.
При этом Цузе никогда не имел личных претензий к тогдашней германской власти.
Он хотя бы в НСДАП и СС не состоял как Вернер фон Браун.
Механическое устройство Цуза имело великую научную ценность, доказывая возможность создания программных вычислительных машин, работающих с двоичным кодом. А вот надежность машины оставляла желать лучшего. Устройство постоянно ломалось из-за плохого качества комплектации. При работе процессора с памятью возникала проблема в синхронизации, требуемой для предотвращения чрезмерной механической нагрузки на подвижные части. Но архитектура изобретения казалась вполне удачной и побудила Цузе рассмотреть другие виды технологий.
На дальнейшую работу над машиной сильно повлиял друг Цузе, инженер-электронщик Гельмут Шреер. Он по достоинству оценил разработку и предложил ее усовершенствовать, заменив пластины на электровакуумные лампы. И при создании новой модели сохранить в ней логические принципы предыдущей, позволяющие операторам производить математические операции с десятичными числами.
В 1938 году Цузе и Шреер выступили с демонстрацией электронных схем в Берлинском Университете, подробно рассказывая про построение электронного компьютера. Но стоило им упомянуть, что такое устройство потребует около 2000 радиоламп и несколько тысяч ламп накаливания, как их едва не высмеяли. Университетские ученые классифицировали затею, как фантазию двух мечтателей. Дело в том, что крупнейшие электронные устройства того времени состояли всего лишь из нескольких сотен электронных ламп.
Но критика профессоров не повлияла на решение друзей выполнить задуманное и собрать новую модель.
Цузе и Шреер
Пытаясь найти финансирование Цузе попытался заключить контракт с бывшим производителем механических калькуляторов Куртом Паннке. На что получил вежливый отказ. Паннке выразил уверенность в том, что в области вычислительных машин уже изобрели все возможное. Тем не менее, бывший производитель калькуляторов согласился посетить мастерскую Цузе и был так впечатлен его работой, что решил дать изобретателю семь тысяч рейхсмарок.
Начало второй мировой войны положило конец совместным исследованиям, Цузе призвали в нацистскую армию. Там он провел менее полугода. Благодаря ходатайству влиятельных инженеров и ученых в 1940 году Цузе демобилизовался в Берлин, где стал членом гитлеровской научной элиты.
Работа над созданием релейной электронной вычислительной машины возобновилась. Шреер снова предложил свои услуги. Ученые обратились за финансовой поддержкой к военному руководству, предлагая разработать современное устройство для военно-воздушных сил Германии. Такая машина могла быстро обрабатывать сложные расчеты, повышая тем самым эффективность тактической авиации. По предварительной оценке ученых на изобретение подобного аппарата потребовалось бы около двух лет. Но военные ответили отказом. Руководство вермахта было убеждено, что за такой срок нацистская Германия уже достигнет мирового господства.
Не теряя надежды, ученые обратились к директорам берлинского авиационного завода «Henschel», производившего тактические бомбардировщики. И наконец-то получили одобрение, руководство завода ухватилось за возможность использовать в процессе создания военной техники компьютерные технологии. Цузе был предоставлен специальный отдел с лучшими инженерами-электрониками компании. И уже в конце 1940 года Z2 была введена в эксплуатацию. Новый компьютер был оснащен цифровым процессором на основе реле и электровакуумных ламп. Он автоматически высчитывал ряд параметров геометрии стабилизаторов авиационных бомб, преобразовывал их аналоговое значение в двоичную систему счисления, вычисляя необходимые данные по заранее введенным оператором формулам и выдавал готовый результат в виде десятичных чисел. Результаты отправлялись сразу в производственный цех.
В том же году Цузе начал разработку Z3 — машины полностью построенной на реле, но с логической структурой от Z1 и Z2. Она была готова к эксплуатации в 1941 г., за 4 года до разработки американских ученых — электронного цифрового компьютера ENIAC.
Программируемая вычислительная машина Z3 и была создана на базе электронных реле (600 для арифметического устройства, 1400 для памяти и 400 для блока управления). Во всех других аспектах она напоминала Z1 и Z2: двоичная система исчисления, числа с плавающей запятой, арифметическое устройство с двумя 22-разрядными регистрами, управление через 8 канальные ленты (т.е. команда состоит из 8 битов). Каждое из слов могло быть помещено в память компьютера за один тактовый цикл. Общий общем памяти достигал 64 слов по 22 бита. Именно этой машиной был впервые применен современный принцип адресного распределения памяти, когда каждое 22-разрядное слово можно поместить в память или извлечь из нее командами PRz и PSz (z — соответствующий регистр оперативного запоминающего устройства с адресами от 1 до 64). Арифметический модуль компьютера составляли параллельные сумматоры, которые применялись для обработки логарифмических выражений и чисел с плавающей запятой.
Цузе разработал свой набор инструкций, который включал около десяти основных и нескольких десятков дополнительных команд. Это был самый настоящий язык программирования использовавшийся для задания сложных алгоритмов вычислений. Так что Цузе приписывают еще и создание первого языка программирования высокого уровня — Планкалкюль (на немецком Plankalkül — «исчисление планов»). Его характерными особенностями были: свободная переносимость (независимость от архитектуры и набора команд машины), операторы условия (кроме ELSE), циклы, подпрограммы, отсутствие рекурсии, работа с массивами и подмассивами, а также сложный синтаксис
В декабре 1941 года Z3 был введен в эксплуатацию и тут же взят на вооружение производителями военных самолетов. Именно с помощью Z3 обсчитывались аэродинамические и баллистические характеристики первых немецких крылатых ракет.
После успешного внедрения в военную промышленность Z3, Цузе заключил контракт с Научно-исследовательским управлением ВВС Германии (DIV) на проектирование электрической вычислительной машины нового поколения.
Для подобных просчетов инженеры использовали особые таблицы, куда записывали формулы выполнения основных операций в двоичной системе счисления.
Странно, зачем им без компа понадобилась двоичная система? Как правило, для общения с компом и то никто не пользуется двоичной системой. На крайний случай пользуются двоично-восьмеричной или двоично-шестнадцатеричной системами.
В СССР, когда человек заходил в магазин, то его встречали счеты и механический кассовый аппарат. Надо сказать, что продавец считая на счетах мог дать человеку с калькулятором сто очков вперед по скорости. Кассовый аппарат суммировал покупки и кстати ручку крутить не надо было, если было электричество.
касса.jpgсчеты.jpgВ СССР, когда человек заходил в магазин, то его встречали счеты и механический кассовый аппарат. Надо сказать, что продавец считая на счетах мог дать человеку с калькулятором сто очков вперед по скорости. Кассовый аппарат суммировал покупки и кстати ручку крутить не надо было, если было электричество.
Для подобных просчетов инженеры использовали особые таблицы, куда записывали формулы выполнения основных операций в двоичной системе счисления.
Странно, зачем им без компа понадобилась двоичная система? Как правило, для общения с компом и то никто не пользуется двоичной системой. На крайний случай пользуются двоично-восьмеричной или двоично-шестнадцатеричной системами.
Да, без использование реле, двоичная система не очень удобна. Джордж Буль использовал двоичную алгебру для логических операций.
