Instrument de calcul

Matériel informatique est une plate-forme pour traitement de l'information.

Module matériel de calcul a évolué à partir de machines qui doivent action manuelle distincte pour effectuer chaque opération arithmétique, pour machines à cartes perforées, puis à ordinateurs par programme enregistré. L'histoire de l'informatique-programme stocké concerne tout d'abord l'architecture de l'ordinateur, ce est l'organisation des unités d'effectuer entrée et de sortie, pour stocker des données et de fonctionner comme un mécanisme intégré.

Avant le développement de l'ordinateur à usage général, la plupart des calculs ont été effectués par l'homme. L'outil mécanique pour aider les humains avec des calculs numériques ont ensuite été appelés «machines à calculer", par des noms de propriété, ou même comme ils sont maintenant, calculatrices . Ce sont ces humains qui ont utilisé les machines qui ont ensuite été appelés ordinateurs. Mis à part les chiffres écrits, les premières aides à calcul étaient les dispositifs purement mécaniques nécessaires à l'opérateur de mettre en place les valeurs initiales d'une opération arithmétique élémentaire, alors manipuler l'appareil pour obtenir le résultat. Un exemple sophistiquée (et relativement récente) est le règle à calcul dans lequel les nombres sont représentés comme des longueurs sur une échelle logarithmique et le calcul est effectué en réglant un curseur et en alignant échelles coulissantes, ajoutant ainsi les longueurs. Chiffres pourraient être représentés dans une "analogique" forme continue, par exemple une tension ou une autre propriété physique a été créé pour être proportionnelle au nombre. Les ordinateurs analogiques, comme ceux conçu et construit par Vannevar Bush avant la Seconde Guerre mondiale étaient de ce type. Chiffres pourraient être représentés sous la forme de chiffres, automatiquement manipulé par un mécanisme mécanique. Bien que cette dernière approche nécessaire des mécanismes plus complexes dans de nombreux cas, il a fait d'une plus grande précision des résultats.

Aux États-Unis, le développement de l'ordinateur a été soutenue par les investissements massifs du gouvernement dans la technologie pour des applications militaires pendant la Seconde Guerre mondiale, puis la guerre froide. La dernière confrontation entre les superpuissances a permis aux fabricants locaux pour transformer leurs machines en produits commercialement viables. Ce était la même histoire en Europe, où l'adoption des ordinateurs a commencé en grande partie par des mesures proactives prises par les gouvernements nationaux pour stimuler le développement et le déploiement de la technologie.

L'invention d'amplificateurs électroniques fait des machines beaucoup plus rapides que leurs prédécesseurs mécaniques ou électromécaniques de calcul. tube à vide (valve thermoïonique) amplificateurs a fait place à l'état solide transistors, puis rapidement à circuits intégrés qui continuent de se améliorer, plaçant des millions de transistors commutateurs électriques (généralement) sur une seule pièce minutieusement fabriqué de semi-conducteur de la taille d'un ongle. En battant le la tyrannie des nombres, des circuits intégrés a fait à grande vitesse et des ordinateurs numériques à faible coût une denrée répandue. Il ya un effort constant pour faire du matériel informatique plus rapide, moins cher, et capable de stocker plus de données.

matériel informatique est devenu une plate-forme pour des usages autres que la simple calcul, tels que l'automatisation des processus, les communications électroniques, le contrôle de l'équipement, divertissement, éducation, etc. Chaque champ à son tour a imposé ses propres exigences sur le matériel, qui a évolué en réponse à ceux exigences, telles que le rôle de la écran tactile pour créer un plus intuitive et interface utilisateur naturelle.

Comme tous les ordinateurs se appuient sur le stockage numérique, et ont tendance à être limitée par la taille et la vitesse de la mémoire, de l'histoire le stockage des données de l'ordinateur est liée au développement de l'informatique.

Plus tôt matériel vrai

Dispositifs ont été utilisés pour faciliter le calcul des milliers d'années, la plupart du temps à l'aide one-to-one correspondance avec notre doigts. Le dispositif de comptage plus tôt était probablement une forme de Bâton de comptage. Plus tard, les aides de tenue de dossiers à travers le Croissant fertile inclus calculs (sphères d'argile, cônes, etc.) qui représentait compte d'éléments, sans doute, du bétail ou des céréales dans des conteneurs scellés. L'utilisation de compter tiges est un exemple.

Le boulier a été utilisé pour des tâches début arithmétiques. Ce que nous appelons aujourd'hui le Abacus romaine a été utilisée dans la Babylonie dès 2400 BC. Depuis, de nombreuses autres formes de conseils de navigation à l'estime ou tables ont été inventés. Dans une Europe médiévale compter maison, un chiffon à damiers serait placé sur une table, et des marqueurs déplacé sur elle selon certaines règles, comme une aide au calcul de sommes d'argent.

Plusieurs ordinateurs analogiques ont été construits dans les temps anciens et médiévaux pour effectuer des calculs astronomiques. Ceux-ci comprennent le Mécanisme d'Anticythère et astrolabe de la Grèce antique (c. 150-100 BC), qui sont généralement considérés comme les premiers ordinateurs analogiques mécaniques connus. Héron d'Alexandrie (c. 10-70 AD) a fait beaucoup de dispositifs mécaniques complexes, y compris les automates programmables et un panier. Autres premières versions de dispositifs mécaniques utilisés pour effectuer un ou l'autre type de calculs incluent le planisphère et d'autres dispositifs de calcul mécaniques inventés par Al-Biruni (c AD 1000.); la équatoire et universel astrolabe de latitude-indépendante par Al-Zarqali (c AD 1015.); les ordinateurs analogiques astronomiques d'autres médiévale Astronomes et ingénieurs musulmans; et le horloge astronomique tour de Su Song (c. 1090 AD) au cours de la dynastie des Song .

Suanpan (nombre représenté sur ce boulier est 6302715408)

Mathématicien et physicien écossais John Napier a noté la multiplication et la division de nombres pourraient être réalisées par l'addition et la soustraction, respectivement, de logarithmes de ces chiffres. Tout en produisant les premières tables logarithmiques Napier nécessaire pour effectuer de nombreuses multiplications, et ce est à ce moment qu'il a conçu Bâtons de Napier, un dispositif de boulier comme utilisé pour la multiplication et la division. Depuis nombres réels peuvent être représentés comme des distances ou des intervalles sur une ligne, le règle à calcul a été inventé dans le années 1620 pour permettre les opérations de multiplication et de division à effectuer beaucoup plus rapidement qu'auparavant. règles à calcul ont été utilisés par des générations d'ingénieurs et autres travailleurs professionnels mathématiquement concernés, jusqu'à l'invention de la calculatrice de poche .

Yazu Arithmomètre. Breveté au Japon en 1903. Notez le levier pour faire tourner les engrenages de la calculatrice.

Wilhelm Schickard, un Allemand polymathe, conçu une horloge calcul en 1623. Il a fait usage d'un engrenage seule dent qui ne était pas une solution adéquate pour un mécanisme général de transport. Un incendie a détruit la machine lors de sa construction en 1624 et Schickard abandonné le projet. Deux croquis de lui ont été découverts en 1957, trop tard pour avoir un impact sur le développement des calculatrices mécaniques.

En 1642, alors qu'il était encore adolescent, Blaise Pascal a commencé un travail de pionnier sur les machines à calculer et après trois ans d'efforts et 50 prototypes il a inventé le calculatrice mécanique. Il a construit une vingtaine de ces machines (appelé La calculatrice ou Pascaline de Pascal) dans les dix années suivantes. Neuf Pascalines ont survécu, dont la plupart sont exposées dans des musées européens.

Gottfried Wilhelm von Leibniz a inventé le Cylindre cannelé de Leibniz et son cylindres célèbres autour de 1672, tout en ajoutant la multiplication et la division directe à 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 être relégué à quelqu'un d'autre si les machines ont été utilisés."

Vers 1820, Charles Xavier Thomas de Colmar a créé le premier succès, calculatrice mécanique produit en masse, le Thomas Arithmomètre, qui pourrait ajouter, soustraire, multiplier et diviser. Il a été principalement basé sur les travaux de Leibniz. Calculatrices mécaniques, comme la base de dix- Addiator, la comptometer, le Monroe, le Et la Curta Addo-X est resté en usage jusqu'au années 1970. Leibniz a également décrit le système de numération binaire , un ingrédient central de tous les ordinateurs modernes. Cependant, jusqu'à les années 1940, de nombreux modèles ultérieurs (y compris Charles Babbage machines s 'de la 1822 et même ENIAC 1945) était basée sur le système décimal; Les compteurs en anneau d'ENIAC émulés le fonctionnement des roues de chiffres d'une machine ajoutant mécanique.

Au Japon, Ryoichi Yazu breveté une calculatrice mécanique appelé l'Yazu Arithmomètre en 1903. Il se agissait d'un seul cylindre et 22 engins, et employait la base-2 et la base-5 système de nombre mixte familier pour les utilisateurs à la soroban (du boulier japonais). Carry et à la fin de calcul ont été déterminés automatiquement. Plus de 200 unités ont été vendues, principalement à des organismes gouvernementaux tels que le Ministère de la Guerre et stations expérimentales agricoles.

1801: technologie de carte perforée

Système de cartes perforées d'une machine de musique, également appelée la musique du livre

En 1801, Joseph-Marie Jacquard développé un métier à tisser dans lequel le motif en cours de tissage a été contrôlée par cartes perforées. La série de cartes peut être modifié sans changer la conception mécanique du métier à tisser. Ce était une étape décisive dans la programmabilité. Sa machine était une amélioration par rapport à tisser tissage similaire. Les cartes perforées ont été précédées par des bandes perforées, comme dans la machine proposée par Basile Bouchon. Ces bandes seraient inspirer d'enregistrement d'informations pour les pianos automatiques et plus récemment NC machines-outils.

En 1833, Charles Babbage déplacé sur de développer son moteur de différence (pour les calculs de navigation) à une conception polyvalente, le moteur analytique, qui a attiré directement sur les cartes perforées de Jacquard pour son stockage de programme. En 1837, Babbage a décrit son moteur analytique. Ce était un ordinateur programmable polyvalent, utilisant des cartes perforées pour l'entrée et une machine à vapeur pour le pouvoir, en utilisant les positions des engrenages et arbres pour représenter des nombres. Son idée initiale était d'utiliser des cartes perforées pour contrôler une machine qui pourrait calculer et imprimer les tables de logarithmes avec grand précision (une machine à usage spécial). L'idée de Babbage est bientôt développé en un ordinateur programmable d'usage général. Alors que sa conception était son et les plans étaient probablement correcte, ou au moins débogable, le projet a été ralentie par divers problèmes y compris les litiges avec les principales parties de construction de machiniste pour elle. Babbage était un homme difficile à travailler avec tout le monde et a fait valoir. Toutes les pièces pour sa machine ont dû être faits à la main. De petites erreurs dans chaque élément peut parfois résumer de causer des écarts importants. Dans une machine avec des milliers de pièces, qui exigeaient ces parties à être beaucoup mieux que les tolérances habituelles nécessaires à l'époque, ce était un problème majeur. Le projet dissous dans des litiges avec l'artisan qui construit des pièces et se est terminée avec la décision du gouvernement britannique de cesser de financer. Ada Lovelace, Lord Byron fille », traduit et ajouté des notes à la «Croquis du moteur analytique" par Federico Luigi, Conte Menabrea. Cela semble être la première description publiée de programmation.

Une reconstruction de la Difference Engine II, un design plus tôt, plus limitée, est opérationnel depuis 1991 à la Science Museum de Londres. Avec quelques changements triviaux, il fonctionne exactement comme Babbage conçu et montre que les idées de conception de Babbage étaient correctes, simplement trop en avance sur son temps. Le musée utilisé machines-outils commandées par ordinateur pour construire les pièces nécessaires, en utilisant un bon machiniste tolérances de la période aurait été en mesure d'atteindre. L'échec de Babbage pour compléter le moteur d'analyse peut être principalement attribuée à des difficultés non seulement de la politique et de financement, mais aussi de son désir de développer un ordinateur de plus en plus sophistiqué et à aller de l'avant plus rapidement que quiconque pourrait suivre.

Une machine basée sur le moteur de différence de Babbage a été construit en 1843 par Georg Scheutz et son fils Édouard. Un moteur de calcul Scheutzian amélioré a été vendu au gouvernement britannique et un modèle plus tard, a été vendu au gouvernement américain et ceux-ci ont été utilisés avec succès dans la production de tables logarithmiques.

Après Babbage, bien que pas au courant de son travail plus tôt, était Percy Ludgate, un comptable de Dublin, Irlande. Il a conçu indépendamment d'un ordinateur mécanique programmable, qu'il a décrit dans un ouvrage qui a été publié en 1909.

1880: stockage de données de cartes perforées

IBM carte perforée Machines comptables à la Social Security Administration des États-Unis en 1936.

À la fin des années 1880, l'American Herman Hollerith a inventé le stockage de données sur un support pouvant être lu par une machine. Utilisations antérieures de supports lisibles par machine ont été pour le contrôle ( tels que les automates rouleaux de piano ou métiers à tisser), pas de données. "Après quelques essais initiaux avec du ruban de papier, il se installe sur cartes perforées ... "Hollerith est venu à utiliser des cartes perforées après avoir observé comment conducteurs de chemin de fer codés caractéristiques personnelles de chaque passager à coups de poings sur leurs billets. Pour traiter ces cartes perforées Il a inventé le tabulation, et de la machine de poinçon clé. Ces trois inventions étaient le fondement de l'industrie moderne de traitement de l'information. Ses machines utilisées mécanique relais (et solénoïdes) pour incrémenter compteurs mécaniques. La méthode de Hollerith a été utilisé dans la Recensement des États-Unis de 1890 et les résultats ont été remplis "... finis mois d'avance et beaucoup en deçà du budget". En effet, le recensement a été traitée année plus rapidement que le recensement avait été avant. La compagnie de Hollerith a fini par devenir le noyau de IBM . IBM a développé la technologie de carte perforée en un outil puissant pour les entreprises de traitement des données et produit une vaste gamme de unité équipements d'enregistrement. En 1950, la carte IBM était devenu omniprésent dans l'industrie et le gouvernement. L'avertissement imprimé sur la plupart des cartes destinées à la circulation en tant que documents (chèques, par exemple), "Ne pas plier, broche ou mutiler ", est devenu un slogan pour l'ère post-Seconde Guerre mondiale.

Cartes perforées Tabulator, 1961

Cartes perforées avec l'alphabet étendu

Les articles de Leslie Comrie sur les méthodes de cartes perforées et La publication de WJ Eckert des méthodes carte perforée en Calcul Scientifique en 1940, les techniques de cartes perforées décrites suffisamment avancées pour résoudre certaines équations différentielles ou d'effectuer la multiplication et la division en utilisant des représentations en virgule flottante, le tout sur des cartes perforées et unitaires records machines. Ces mêmes machines avaient été utilisées pendant la Seconde Guerre mondiale pour le traitement statistique cryptographique. A l'image de la tabulatrice (voir à gauche), notez le panneau de commande, qui est visible sur le côté droit de la tabulation. Une rangée de commutateurs à bascule est au-dessus du panneau de contrôle. Le Thomas J. Watson astronomique Informatique Bureau, Université de Columbia effectué des calculs astronomiques représentant l'état de l'art dans informatique.

Programmation informatique à l'époque de cartes perforées a été centré dans le "centre informatique". Les utilisateurs d'ordinateurs, par exemple sciences et en génie dans les universités, les étudiants soumettraient leurs missions de programmation pour leur centre informatique local sous la forme d'un jeu de cartes perforées, une carte par ligne de programme. Ils devaient ensuite attendre que le programme à lire dans, en file d'attente pour le traitement, compilé et exécuté. En temps voulu, une impression de tout résultat, marqué par l'identification de l'expéditeur, serait placé dans un bac de sortie, généralement dans le hall de centre informatique. Dans de nombreux cas, ces résultats seraient seulement une série de messages d'erreur, nécessitant encore un autre cycle de modifier-punch-compilation-exécution. Les cartes perforées sont encore utilisés et fabriqués à ce jour, et leurs dimensions et capacités distinctives (80 colonnes) peuvent encore être reconnus dans des formes, des dossiers et des programmes dans le monde entier. Ils sont de la taille du papier-monnaie américaine à l'époque de Hollerith, un choix qu'il a fait parce qu'il y avait déjà des équipements disponibles pour traiter les factures.

Calculatrices de bureau

Le Calculatrice Curta peut également faire multiplication et la division.

Dès le 20e siècle, les calculatrices mécaniques antérieures, caisses enregistreuses, machines comptables, et ainsi de suite ont été redessinés pour utiliser des moteurs électriques, la position de vitesse que la représentation de l'état d'une variable. Le mot "ordinateur" était un titre de travail assigné à des gens qui ont utilisé ces calculatrices pour effectuer des calculs mathématiques. Dans les années 1920 L'intérêt de Lewis Fry Richardson pour la prévision météorologique a amené à proposer ordinateurs humaines et analyse numérique pour modéliser le temps; à ce jour, les ordinateurs les plus puissants sur la Terre sont nécessaires pour modéliser adéquatement son temps en utilisant la Équations de Navier-Stokes.

Des entreprises comme Friden, Marchant Calculatrice et Monroe fait Mechanical Desktop calculatrices des années 1930 qui pourraient ajouter, soustraire, multiplier et diviser. Pendant le Projet Manhattan, futur lauréat du prix Nobel Richard Feynman était le superviseur des ordinateurs humains qui ont compris l'utilisation des équations différentielles qui étaient résolus à l'effort de guerre.

En 1948, la Curta a été introduit. Ce est un petit portable, calculatrice, mécanique qui était de la taille d'un moulin à poivre. Au fil du temps, pendant les années 1950 et 1960 une variété de différentes marques de calculatrices mécaniques apparu sur le marché. La première calculatrice de bureau entièrement électronique a été la Colombie- ANITA Mk.VII, qui a utilisé une Nixie affichage à tube et 177 Sub tubes à thyratron. En Juin 1963, a introduit le Friden quatre fonctions EC-130. Il avait une capacité de conception tout-transistor, 13 chiffres sur un 5 pouces (130 mm) CRT, et introduit Notation polonaise inverse (RPN) pour le marché de la calculatrice à un prix de $ 2,200. Le modèle EC-132 a ajouté racines et les fonctions réciproques. En 1965, Wang Laboratories a produit le LOCI-2, à 10 chiffres calculatrice de bureau à transistors qui a utilisé un affichage à tube Nixie et pourrait calculer des logarithmes .

Dans les premiers jours d'ordinateurs à tubes à vide binaires, leur fiabilité était assez pauvre pour justifier la commercialisation d'une version octal mécanique ("Binary Octal") de la calculatrice de bureau Marchant. Il était destiné à contrôler et de vérifier les résultats du calcul de ces ordinateurs.

Ordinateurs analogiques avancée

Cambridge analyseur différentiel, 1938

Avant la Seconde Guerre mondiale , mécanique et électrique ordinateurs analogiques ont été considérés comme «l'état de l'art", et beaucoup pensaient qu'ils étaient l'avenir de l'informatique. Les ordinateurs analogiques profiter des fortes similitudes entre les propriétés mathématiques de-la à petite échelle position et le mouvement des roues ou la tension et le courant de composants électroniques et-les mathématiques d'autres phénomènes physiques, par exemple, des trajectoires balistiques, l'inertie, la résonance, transfert d'énergie, l'élan, et ainsi de suite. Ils modélisent les phénomènes physiques avec électrique tensions et que les quantités de courants analogiques.

Idéalement, ces systèmes analogiques fonctionnent en créant électrique ' des analogues 'd'autres systèmes, permettant aux utilisateurs de prédire le comportement des systèmes d'intérêt en observant les analogues électriques. Le plus utile des analogies était la façon dont le comportement à petite échelle pourrait être représenté par équations intégrales et différentielles, et pourraient donc être utilisées pour résoudre ces équations. Un exemple ingénieux d'une telle machine, en utilisant l'eau comme la quantité analogique, est le intégrateur de l'eau construit en 1928; un exemple électrique est la Machine Mallock construit en 1941. Un planimètre est un dispositif qui ne intégrales, en utilisant la distance que la quantité analogique. Contrairement aux ordinateurs numériques modernes, ordinateurs analogiques ne sont pas très flexible, et doivent être refaite manuellement pour les passer de travailler sur un problème à l'autre. Les ordinateurs analogiques avaient un avantage sur les ordinateurs numériques début en ce sens qu'ils pourraient être utilisés pour résoudre des problèmes complexes en utilisant des analogues de comportement alors que les premières tentatives ordinateurs numériques étaient assez limitées.

Certains des ordinateurs analogiques les plus largement déployés inclus dispositifs pour armes destinées, comme le Viseur Norden, et Systèmes anti-incendies, tels que Le système Argo Arthur Pollen pour les navires. Certains sont restés en service pendant des décennies après la Seconde Guerre mondiale; la Mark I incendie en Automatique a été déployé par le United States Navy sur une variété de navires de destroyers à cuirassés . D'autres ordinateurs analogiques inclus le Heathkit EC-1, et l'hydraulique Moniac informatique qui a modelé les flux économétriques.

L'art de la mécanique calcul analogique a atteint son apogée avec le analyseur différentiel, construit par HL et Hazen Vannevar Bush au MIT à partir de 1927, qui à son tour construite sur les intégrateurs mécaniques inventés en 1876 par James Thomson et les amplificateurs de couple inventés par HW Nieman. Une douzaine de ces appareils ont été construits avant leur obsolescence était évident; le plus puissant a été construit à la Université de Pennsylvanie Moore École de génie électrique, où le ENIAC a été construit. Ordinateurs électroniques numériques tels que l'ENIAC sonnèrent le glas pour la plupart des machines de calcul analogiques, mais les ordinateurs analogiques hybride, contrôlés par l'électronique numérique, restée en usage substantielle dans les années 1950 et 1960, et plus tard dans certaines applications spécialisées.

Early calcul électronique numérique

Friden perforateur de bande de papier. Programmes de bandes perforées seraient beaucoup plus long que le court fragment de la bande de papier jaune montré.

L'ère de l'informatique moderne a commencé avec une rafale de développement avant et pendant la Seconde Guerre mondiale.

Au début, les composants électromécaniques, comme des relais ont été employées. George Stibitz est internationalement reconnu comme l'un des pères de l'ordinateur numérique moderne. Tout en travaillant à Bell Labs en Novembre 1937, Stibitz inventé et construit une calculatrice à base de relais qu'il surnommé le "modèle K» (pour «table de la cuisine", sur lequel il avait assemblé il), qui était le premier à calculer à l'aide sous forme binaire .

Cependant, des éléments de circuit électroniques remplacé leurs équivalents mécaniques et électromécaniques, et les calculs numériques remplacées calculs analogiques. Les machines telles que la Z3, le Atanasoff-Berry Computer, le Ordinateurs Colossus, et de la ENIAC ont été construits à la main en utilisant des circuits contenant des relais ou des valves (tubes à vide), et souvent utilisé cartes perforées ou bande perforée pour l'entrée et le support de mémorisation principal (non volatile). Définition d'un seul point dans la série comme le «premier ordinateur" manque de nombreuses subtilités (voir le tableau «Définition des caractéristiques de certains ordinateurs numériques début des années 1940» ci-dessous).

Turing

Alan Turing 1936 papier s 'est avéré très influent dans l'informatique et l'informatique de deux façons. Son but principal était de prouver qu'il y avait des problèmes (à savoir la problème de l'arrêt) qui ne pouvait pas être résolu par un processus séquentiel. Ce faisant, Turing a donné une définition universelle d'un ordinateur qui exécute un programme stocké sur bande. Cette construction est venu à être appelé Machine de Turing. Sauf pour les limitations imposées par leurs magasins de mémoire limitées, les ordinateurs modernes sont dits Turing-complet, ce est à dire, ils ont algorithme capacité d'exécution équivalent à un machine universelle Turing.

La demi-pouce (12,7 mm) bande magnétique, à l'origine écrit avec 7 titres et plus tard 9-pistes.

Pour une machine de calcul pour être un ordinateur à usage général pratique, il doit y avoir un mécanisme de lecture-écriture pratique, bande perforée, par exemple. Avec la connaissance de la valeur théorique "machine informatique universel" de Alan Turing John von Neumann défini une architecture qui utilise le même mémoire à la fois aux programmes et stocker des données: pratiquement tous les ordinateurs modernes utilisent cette architecture (ou une variante). Bien qu'il soit théoriquement possible de mettre en œuvre un ordinateur complet entièrement mécaniquement (comme la conception de Babbage a montré), l'électronique rendu possible la vitesse et plus tard la miniaturisation qui caractérisent les ordinateurs modernes.

Il y avait trois courants parallèles de développement informatique à l'époque de la Seconde Guerre mondiale; le premier flux largement ignoré, et le second courant délibérément tenu secret. Le premier était le travail allemand Konrad Zuse. Le second était le développement secret des ordinateurs Colossus au Royaume-Uni. Aucune de ces eu beaucoup d'influence sur les différents projets informatiques aux États-Unis, mais une partie de la technologie LED, par l'intermédiaire de Turing et d'autres, au premier ordinateur électronique commercial. Le troisième courant du développement informatique était Eckert et ENIAC et EDVAC de Mauchly, qui a été largement diffusé.

Zuse

Une reproduction de l'ordinateur de Zuse Z1

Travailler dans l'isolement en Allemagne, Konrad Zuse a commencé la construction en 1936 de ses premières calculatrices Z-série mettant en mémoire et programmabilité (initialement limitée). Zuse de purement mécanique, mais déjà binaire Z1, terminé en 1938, n'a jamais travaillé de manière fiable en raison de problèmes avec la précision de pièces.

Machine tard de Zuse, le Z3, a été achevé en 1941. Il est basé sur des relais téléphoniques et ne fonctionne de manière satisfaisante. Le Z3 est ainsi devenu le premier programme-contrôlée, tout usage, ordinateur numérique fonctionnelle du monde. À bien des égards ce était assez similaire à des machines modernes, de nombreuses avancées pionnières, comme nombres à virgule flottante. Remplacement du système décimal difficiles à mettre en œuvre (utilisé dans Charles Babbage modèle antérieur s ') par le simple binaire système signifiait que les machines de Zuse étaient plus faciles à construire et potentiellement plus fiables, étant donné les technologies disponibles à ce moment.

Les programmes ont été introduits dans Z3 sur des films perforés. Sauts conditionnels étaient absents, mais depuis les années 1990, il a été prouvé théoriquement que Z3 était encore un ordinateur universel (comme toujours, ignorant les limites physiques de stockage). Dans deux 1936 demandes de brevets, Konrad Zuse également prévu que les instructions de la machine pourraient être stockées dans le même stockage utilisé pour les données-clé de la perspicacité ce qui est devenu connu sous le nom architecture de von Neumann, d'abord mis en œuvre dans le British SSEM de 1948. Zuse a également affirmé avoir conçu le premier niveau supérieur langage de programmation , qu'il nomma Plankalkül, en 1945 (publié en 1948) même se il a été mis en œuvre pour la première fois en 1998, puis à nouveau en 2000 par une équipe autour Raúl Rojas à la Université libre de Berlin.

Zuse subi des revers pendant la Seconde Guerre mondiale, lorsque certains de ses machines ont été détruits dans le cadre de Campagnes de bombardements alliés. Apparemment, son travail est resté largement inconnu ingénieurs dans le Royaume-Uni et des États-Unis que beaucoup plus tard, mais au moins IBM était au courant de ce que elle a financé son entreprise de démarrage d'après-guerre en 1946 en échange d'une option sur les brevets de Zuse.

Colosse

Colossus a été utilisé pour briser chiffres allemands pendant la Seconde Guerre mondiale.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, les Britanniques à Bletchley Park (40 miles au nord de Londres) a réalisé un certain nombre de succès à briser cryptés communications militaires allemands. La machine de chiffrement allemand, Enigma , a été attaqué à l'aide de machines électro-mécanique appelé bombes. La bombe, conçu par Alan Turing et Gordon Welchman, après la cryptographique polonaise bomba par Marian Rejewski (1938), est entré en utilisation productive en 1941. Ils ont régné sur les réglages possibles Enigma en effectuant chaînes de déductions logiques mises en œuvre électriquement. La plupart des possibilités conduit à une contradiction, et le peu restant pourrait être testé à la main.

Les Allemands ont aussi développé une série de systèmes de cryptage de téléimprimeur, très différente de Enigma. Le Lorenz SZ 40/42 machine a été utilisée pour les communications de l'Armée de haut niveau, appelé "thon" par les Britanniques. Les premières interceptions de messages Lorenz ont commencé en 1941. Dans le cadre d'une attaque sur Tunny, Max Newman et ses collègues ont contribué à préciser le colosse. Le Mk I Colossus a été construit entre Mars et Décembre 1943 par Tommy Flowers et ses collègues de la Bureau de poste Station de recherche au Dollis Hill à Londres, puis expédiés à Bletchley Park en Janvier 1944.

Colossus a été le premier dispositif informatique programmable électronique au monde. Il a utilisé un grand nombre de valves (tubes à vide). Il avait entrée papier-bande et était capable d'être configuré pour effectuer une variété de logiques booléens opérations sur ses données, mais ce ne était pas Turing-complet. Neuf Mk II colosses ont été construits (Le Mk I a été converti en Mk II faisant dix machines au total). Détails de leur existence, la conception et l'utilisation ont été gardés secrets jusque dans les années 1970. Winston Churchill personnellement donné l'ordre de leur destruction en morceaux pas plus grand que la main d'un homme, de garder le secret que les Britanniques étaient capables de fissuration Lorenz pendant le froid venant en sens inverse guerre. Deux de ces machines ont été transférés à la nouvellement formée GCHQ et les autres ont été détruits. En conséquence, les machines ne ont pas été inclus dans de nombreuses histoires de l'informatique. Une copie de travail reconstitué de l'une des machines de Colossus est maintenant exposée à Bletchley Park.

Développements américains

En 1937, Claude Shannon a montré il ya un one-to-one correspondance entre les concepts de la logique booléenne et certains circuits électriques, maintenant appelé portes logiques, qui sont aujourd'hui omniprésents dans les ordinateurs numériques. Dans sa thèse de maîtrise à MIT, pour la première fois dans l'histoire, Shannon a montré que les relais et les interrupteurs électroniques peuvent réaliser le expressions de Algèbre de Boole. Intitulée Une analyse symbolique de relais et de circuits de commutation, la thèse de Shannon essentiellement fondée pratique conception de circuits numériques. George Stibitz complété un ordinateur à base de relais qu'il a baptisé la "Modèle K" au Bell Labs en Novembre 1937. Bell Labs a autorisé un programme de recherche complet à la fin de 1938 avec Stibitz à la barre. Leur Complex Number Calculator, est achevé 8 Janvier 1940, a été en mesure de calculer les nombres complexes . Lors d'une démonstration à la Conférence American Mathematical Society au Dartmouth College le 11 Septembre 1940, Stibitz a pu envoyer le Complex Number Calculator commandes à distance sur des lignes téléphoniques par un téléscripteur. Ce était la première machine à calculer jamais utilisé à distance, dans ce cas sur une ligne de téléphone. Certains participants à la conférence qui a assisté à la manifestation étaient John von Neumann , John Mauchly et Norbert Wiener, qui a écrit à ce sujet dans leurs mémoires.

Réplique Atanasoff-Berry Computer au 1er étage de Durham Centre, Iowa State University

En 1939, John Vincent Atanasoff et Clifford E. Berry de l'Iowa State University ont développé 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 effectuée balistique calculs de trajectoire de 160 kW de puissance

L'ENIAC construction américaine (Electronic Numerical Integrator and Computer) était le premier ordinateur électronique universel. Il combinée, pour la première fois, la vitesse élevée de l'électronique avec la capacité à programmer de nombreux problèmes complexes. Il pourrait ajouter ou soustraire 5000 fois par seconde, mille fois plus rapide que toute autre machine. Il avait également des modules à multiplier et diviser, et la racine carrée. Mémoire haute vitesse a été limitée à 20 mots (environ 80 octets). Construit sous la direction de John Mauchly et J. Eckert au Presper Université de Pennsylvanie, le développement et la construction de ENIAC a duré de 1943 à pleine opération à la fin de 1945. La machine était énorme, pesant 30 tonnes, en utilisant 200 kilowatts d'énergie électrique et plus de 18 000 tubes à vide contenues, 1500 relais, et des centaines de milliers de résistances, condensateurs et inductances,. L'un des principaux exploits d'ingénierie était de réduire au minimum le tube épuisement professionnel, qui était un problème commun à l'époque. La machine était en cours d'utilisation presque constante pour les dix prochaines années.

ENIAC était sans ambiguïté un dispositif Turing-complet. Il pourrait calculer tout problème (ce serait tenir en mémoire). Un «programme» sur l'ENIAC, cependant, a été définie par les états de ses câbles et commutateurs patch, loin de la programme stocké des machines électroniques qui sont venus plus tard. Une fois qu'un programme a été écrit, il a dû être mis mécaniquement dans la machine. Six femmes ont fait la plupart de la programmation du ENIAC. (Améliorations réalisées en 1948 ont permis d'exécuter des programmes stockés fixés dans la mémoire de table de fonction, ce qui fait de programmation moins un "one-off" d'effort, et plus systématique).

Manchester "bébé"

Réplique de la petite échelle machine expérimentale (SSEM) au Musée des sciences et de l'Industrie Castlefield,Manchester

Le Manchester petite échelle expérimentale Machine, surnommébébé, a été le premier au monde ordinateur à programme enregistré.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 œuvre dans le matériel étaient soustraction et la négation; autres opérations arithmétiques ont été mises en œuvre 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 œuvre 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 série 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 œuvre 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 ( МЭСМ , 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 œuvre 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 œuvre 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 première 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 œuvre 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 œuvre 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 fiabilité. 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 œuvre 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 vœux 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 œuvre leurs propres systèmes. À ce jour, le rythme de développement a continué, dans le monde entier.