Kompyuter - Wikiwand

Kompyuter — bul arifmetikalıq yamasa logikalıq operaciyalar izbe-izligin (esaplawlardı) avtomatlı túrde orınlaw ushın programmalastırılıwı múmkin bolǵan mashina. Zamanagóy cifrlı elektron kompyuterler programmalar dep atalatuǵın operaciyalardıń ulıwma toparların orınlay aladı, bul kompyuterlerge keń kólemdegi wazıypalardı orınlawǵa múmkinshilik beredi. «Kompyuter sisteması» termini tolıq islewi ushın zárúr bolǵan apparatlıq támiynat, operaciyalıq sistema, programmalıq támiynat hám periferiya qurılmaların óz ishine alǵan tolıq kompyuterge; yamasa birge baylanısqan hám birgelikte isleytuǵın kompyuterler toparına, mısalı kompyuter tarmaǵı yamasa kompyuter klasterine qatnaslı bolıwı múmkin.

Hár túrli dáwirlerdegi kompyuterler hám esaplaw qurılmaları - shepten ońǵa, joqarıdan tómenge:
Dáslepki vakuum trubkalı kompyuter (ENIAC)
Meynfreym kompyuter (IBM System/360)
Smartfon (LYF Water 2)
Stol ústi kompyuteri (monitorı menen IBM ThinkCentre S50)
Video oyın konsolı (Nintendo GameCube)
Superkompyuter (IBM Summit)

Mikrotolqınlı peshler hám aralıqtan basqarıw pultleri sıyaqlı ápiwayı arnawlı qurılmalardan baslap, zavodtaǵı óndirislik robotlarǵa shekem, sanaat hám tutınıwshı ónimleriniń keń kólemi kompyuterlerdi basqarıw sistemaları retinde paydalanadı. Kompyuterler jeke kompyuterler hám smartfonlar sıyaqlı ulıwma maqsetli qurılmalardıń tiykarın quraydı. Kompyuterler milliardlaǵan kompyuterler menen paydalanıwshılardı baylanıstıratuǵın Internetti quwatlandıradı.

Dáslepki kompyuterler tek esaplawlar ushın paydalanıwǵa arnalǵan. Áyyemgi dáwirlerden baslap-aq abakus sıyaqlı ápiwayı qol ásbapları adamlarǵa esaplawlardı orınlawda járdem bergen. Sanaat revolyuciyasınıń baslarında toqıw stanokları ushın nusqalardı basqarıw sıyaqlı uzaq, jalıqtıratuǵın wazıypalardı avtomatlastırıw ushın ayırım mexanikalıq qurılmalar jasalǵan. XX ásirdiń baslarında quramalıraq elektr mashinaları arnawlı analog esaplawların orınlaǵan. Birinshi cifrlı elektron esaplaw mashinaları Ekinshi jer júzilik urısı dáwirinde islep shıǵılǵan bolıp, olar hám elektromexanikalıq, hám termoelektron lampaların paydalanǵan. 1940-jıllardıń aqırında payda bolǵan birinshi yarım ótkizgishli tranzistorlardan soń, 1950-jıllardıń aqırında kremniy tiykarındaǵı MOSFET (MOS tranzistor) hám monolit integral sxema chip texnologiyaları payda boldı, bul 1970-jıllarda mikroprocessor hám mikrokompyuter revolyuciyasına alıp keldi. Sol waqıttan baslap kompyuterlerdiń tezligi, quwatı hám kóp tárepliligi ádewir artıp kelmekte, tranzistorlar sanı tez pát penen kóbeymekte (Mur nızamı boyınsha olardıń sanı hár eki jılda eki ese artqan), bul XX ásirdiń aqırı - XXI ásirdiń baslarında Cifrlı revolyuciyaǵa alıp keldi.

Ádette, zamanagóy kompyuter keminde bir qayta islew elementinen, ádette mikroprocessor túrindegi oraylıq processor blogınan (CPU) hám qanday da bir kompyuter yadınan, kóbinese yarım ótkizgishli yad chiplerinen ibarat. Qayta islew elementi arifmetikalıq hám logikalıq operaciyalardı orınlaydı, al izbe-izlik hám basqarıw blogı saqlanǵan informaciyaǵa juwap retinde operaciyalardıń tártibin ózgerte aladı. Periferiya qurılmalarına kirgiziw qurılmaları (klaviaturalar, tıshqanshalar, djoystikler hám t.b.), shıǵarıw qurılmaları (monitorlar, printerler hám t.b.) hám eki funkciyanı da orınlaytuǵın kirgiziw/shıǵarıw qurılmaları (mısalı, sensorlı ekranlar) kiredi. Periferiya qurılmaları sırtqı dereklerden informaciya alıwǵa múmkinshilik beredi hám olar operaciyalardıń nátiyjelerin saqlaw hám qayta alıwǵa imkaniyat beredi.

Remove ads

Etimologiya

Sózdiń házirgi mánisi tek XX ásirdiń ortasında payda boldı; Oksford inglis tili sózligine muwapıq, «kompyuter» sóziniń birinshi belgili qollanılıwı basqa mánide, 1613-jılı inglis jazıwshısı Richard Bretueyttiń «Jas adamnıń terip alǵanları» dep atalǵan kitabında bolǵan: «Men waqıttıń eń haqıyqıy esaplawshısın hám eń jaqsı arifmetikti oqıdım, ol kúnlerińniń sanın qısqartadı.» Bul terminniń qollanılıwı adam kompyuterine, yaǵnıy esaplawlardı yamasa sanawlardı orınlaytuǵın adamǵa qaratılǵan edi. Sóz XX ásirdiń ortasına shekem birdey mániste qollanılıp keldi. Bul dáwirdiń sońǵı bóliminde hayal-qızlar kóbinese kompyuterler retinde jumısqa alınatuǵın edi, sebebi olarǵa er adamlarǵa qaraǵanda az haqı tólewge bolatuǵın edi.1943-jılǵa kelip, adam kompyuterleriniń kópshiligi hayal-qızlar edi.

Onlayn Etimologiya Sózligi «kompyuter» sóziniń birinshi tastıyıqlanǵan qollanılıwın 1640-jıllardan, «esaplawshı» mánisinde beredi; bul «compute (v.)» feylinen jasalǵan «esaplaw ataması». Onlayn Etimologiya Sózligi bul terminniń «esaplaw mashinası» (hár qanday túrdegi) mánisinde qollanılıwı 1897-jıldan baslanǵanın kórsetedi. Onlayn Etimologiya Sózligi terminniń «házirgi qollanılıwı», yaǵnıy 'programmalastırılatuǵın cifrlı elektron kompyuter' mánisindegi qollanılıwı «1945-jıldan usı at penen; teoriyalıq mánide 1937-jıldan, Tyuring mashinası retinde» baslanǵanın kórsetedi^[1]. Házirgi kompyuterler kóplegen joqarı dárejeli funkciyalardı orınlay alatuǵın bolsa da, atama saqlanıp qalǵan.

Remove ads

Tariyxı

XX ásirge shekemgi dáwir

Mıńlaǵan jıllar dawamında esaplawǵa járdem beriw ushın qurılmalar qollanılǵan, kóbinese barmaqlar menen birge-bir sáykeslik principin paydalanǵan. Eń erte esaplaw qurılması, belgi tayaqshasınıń bir túri bolsa kerek. Keyinirek Ónimdar Yarım Ayında payda bolǵan esap júrgiziw qurallarına kalkuli (ılay sharlar, konuslar hám t.b.) kiredi, olar pispegen ılay ıdıslarda mórlengen nárselerdiń, múmkin mal ya dán sanın kórsetken^[2]. Esaplaw tayaqshaların qollanıw soǵan mısal bola aladı.

Abakus dáslep arifmetikalıq tapsırmalar ushın qollanılǵan. Rim abakusı Babiloniyada b.e.sh. 2400-jıllarda qollanılǵan qurılmalardan rawajlanǵan. Sonnan berli esaplaw taxtaları ya kesteleriniń kóp basqa túrleri oylap tabılǵan. Orta ásirler Evropa esap-kitap bólmesinde stolǵa shilter gezleme jayılıp, onıń ústinde belgili qaǵıydalar boyınsha belgiler jıljıtılıp, aqsha summaların esaplawǵa járdem bergen^[3].

Derek J. de Solla Praystıń pikiri boyınsha, Antikitera mexanizmi belgili bolǵan eń erte mexanikalıq analog kompyuter bolıp esaplanadı^[4]. Ol astronomiyalıq jaylasıwlardı esaplaw ushın jobalastırılǵan. Bul mexanizm 1901-jılı Greciya atawı Antikiteranıń jaǵasında, Kitera hám Krit aralıqlarınıń arasında, Antikitera suw astı kemesi qaldıqlarınan tabılǵan hám shama menen b.e.sh. 100-jılǵa tiyisli dep belgilengen. Antikitera mexanizmine uqsas quramalılıqtaǵı qurılmalar on tórtinshi ásirge shekem qayta payda bolmaǵan^[5].

Esaplaw hám ólshew ushın kóplegen mexanikalıq járdemshi qurallardı astronomiyalıq hám navigaciyalıq maqsetlerde paydalanıw ushın dúzilgen. Planisfera - Ábiw Rayxan ál-Beruniy tárepinen XI ásirdiń basında oylap tabılǵan juldız kartası^[6]. Astrolyabiya Ellinistik dáwirde b.e.sh. I yamasa II ásirlerde oylap tabılǵan hám kóbinese Gipparxqa tiyisli dep esaplanadı. Planisfera menen dioptranıń birikpesi bolǵan astrolyabiya, sferalıq astronomiyada bir neshe túrli máselelerdi sheshe alatuǵın nátiyjeli analog kompyuter edi. Mexanikalıq kalendar kompyuterin^[7]^[8] hám tis dóńgeleklerin óz ishine alǵan astrolyabiyanı 1235-jılı Persiyanıń Isfaxan qalasınan shıqqan Ábi Bakr oylap tapqan^[9]. Ábiw Rayxan ál-Beruniy birinshi mexanikalıq tisli ay-quyash kalendar astrolyabiyasın,^[10] erte dáwirdegi turaqlı sımlı bilimlerdi qayta islew mashinasın^[11] tis dóńgelekleri menen^[12] shama menen 1000-jılı oylap tapqan.

Sektor, proporciya, trigonometriya, kóbeytiw hám bóliw máselelerin sheshiw ushın, sonday-aq kvadrat hám kub túbirleri sıyaqlı hár qıylı funkciyalar ushın qollanılatuǵın esaplaw ásbabı, XVI ásirdiń aqırında rawajlandı hám artilleriya, jer ólshew hám navigaciyada qollanıldı.

Planimetr mexanikalıq baylanıs arqalı ústinen sızıp ótiw jolı menen jabıq figuranıń maydanın esaplaw ushın qollanılatuǵın qol ásbabı bolǵan.

Sızǵısh esaplaǵısh shama menen 1620-1630-jıllar aralıǵında, logarifm túsiniginiń járiyalanıwınan keyin kóp ótpesten, inglis ruwxaniyi Uilyam Otred tárepinen oylap tabılǵan. Bul kóbeytiw hám bóliw ámellerin orınlaw ushın qollanılatuǵın qol menen isleytuǵın analog kompyuter. Sızǵısh esaplaǵıshtıń rawajlanıwı dawam etken sayın, qosımsha shkalalar keri sanlar, kvadratlar hám kvadrat korenler, kublar hám kub korenler, sonday-aq logarifmler hám eksponentalar, dóńgelek hám giperbolalıq trigonometriya hám basqa da funkciyalar sıyaqlı transcendent funkciyalardı támiyinledi. Arnawlı shkalalı sızǵısh esaplaǵıshlar házirge shekem ápiwayı esaplawlardı tez orınlaw ushın qollanıladı, mısalı, jeńil samolyotlarda waqıt hám aralıqtı esaplaw ushın qollanılatuǵın E6B dóńgelek sızǵısh esaplaǵıshı.

1770-jıllarda shveycariyalı saat ustası Per Jake-Dro qálem uslap jaza alatuǵın mexanikalıq quwırshaq (avtomat) soqtı. Onıń ishki dóńgelekleriniń sanın hám tártibin ózgertiw arqalı hár qıylı háripler, demek hár qıylı xabarlar jaratılıwı múmkin edi. Shınında da, ol mexanikalıq jollar menen kórsetpelerdi oqıw ushın «programmalastırılıwı» múmkin edi. Eki basqa quramalı mashina menen birge, quwırshaq Shveycariyadaǵı Nevshatel qalasınıń Kórkem óner hám tariyx muzeyinde saqlanbaqta hám ele de islep tur^[13].

1831-1835-jıllar aralıǵında matematik hám injener Djovanni Plana Máńgi kalendar mashinasın oylap taptı, ol bloklar hám cilindrler sisteması arqalı kabisa jıllardı hám kún uzınlıǵınıń ózgeriwin esapqa alıp, birinshi jıldan (yaǵnıy, biziń eramızdan burınǵı 1-jıldan) 4000-jılǵa shekem hár bir jıl ushın máńgi kalendardi boljay alatuǵın edi. 1872-jılı shotland ilimpazı ser Uilyam Tomson tárepinen oylap tabılǵan suw aǵımın boljaw mashinası sayız suwlarda júziwde úlken payda keltirdi. Ol belgili bir orında belgilengen dáwir ushın boljanǵan suw betin avtomatik túrde esaplaw ushın bloklar hám sımlar sistemasın paydalandı.

Differencial analizator - integraciya jolı menen differencial teńlemelerdi sheshiw ushın jobalanǵan mexanikalıq analog kompyuter, integraciyanı orınlaw ushın dóńgelek hám disk mexanizmlerin paydalandı. 1876-jılı-aq ser Uilyam Tomson usınday esaplawshı qurallardı qurıw múmkinshiligi haqqında sóz etken edi, biraq shar hám disk integratorlarınıń sheklengen shıǵıs momenti oǵan tosqınlıq etken edi^[14]. Differencial analizatorda bir integratordıń shıǵısı kelesi integratordıń kirgiziwin yamasa grafikalıq shıǵarıwdı basqardı. Moment kúsheytkish usı mashinalardıń islewine múmkinshilik bergen jańalıq boldı. 1920-jıllardan baslap, Vannevar Bush hám basqalar mexanikalıq differencial analizatorlardı islep shıqtı.

1890-jıllarda ispan injeneri Leonardo Torres Kevedo polinomlardıń haqıyqıy hám kompleks korenlerin sheshe alatuǵın bir qatar rawajlanǵan analog mashinaların islep shıǵara basladı,^[15]^[16]^[17]^[18] olar 1901-jılı Parij Ilimler akademiyası tárepinen járiyalandı^[19].

Birinshi kompyuter

Bebbidjdiń Ayırma mashinasınıń bir bóleginiń diagramması

Sietldegi Intellektual Venchurler laboratoriyasındaǵı 2-sanlı Ayırma mashinası

Charlz Bebbidj, inglis mexanikalıq injeneri hám kóp tarawlı ilimpaz, programmalastırıw boyınsha kompyuter túsinigin jarattı. Ol «kompyuterdiń atası» dep esaplanıp,^[20] XIX ásirdiń basında birinshi mexanikalıq kompyuterdi oylap taptı hám jobaladı.

Ayırma mashinası ústinde islegennen keyin, ol 1822-jılı óz oylap tabıwın «Astronomiyalıq hám matematikalıq kestelerdi esaplawda mashinalardı qollanıw haqqında maǵlıwmat» degen atamadaǵı maqalasında Korollik Astronomiya jámiyetine járiyaladı^[21]. Ol jáne de navigaciyalıq esaplawlarǵa járdem beriw ushın jobaladı, 1833-jılı ol anaǵurlım ulıwma dizayn, analitikalıq mashina múmkin ekenin túsindi. Programmalar hám maǵlıwmatlardı kirgiziw mashinaǵa perfokartalar arqalı beriliwi kerek edi, bul usıl sol waqıtta Jakkard stanogı sıyaqlı mexanikalıq toqıw stanokların basqarıw ushın qollanılatuǵın edi. Shıǵarıw ushın mashinada printer, iymeklik sızǵısh hám qońıraw bolıwı kerek edi. Mashina jáne de keyinirek oqıw ushın kartalarǵa sanlardı tese alatuǵın edi. Mashina arifmetikalıq logikalıq blok, shártli tarmaqlanıw hám cikller túrindegi basqarıw aǵımı hám integraciyalanǵan yadtı óz ishine alıp, onı házirgi terminler menen Tyuring-tolıq dep sıpatlawǵa bolatuǵın ulıwma maqsetli kompyuterdiń birinshi dizaynına aylandırdı^[22]^[23].

Mashina óz dáwirinen bir ásirge alǵa ketken edi. Onıń mashinası ushın barlıq bólekler qoldan isleniwi kerek edi - bul mıńlaǵan bólekleri bar qurılma ushın úlken másele bolǵan. Aqırında, Britaniya húkimetiniń qarjılandırıwdı toqtatıw haqqındaǵı sheshimi menen joybar toqtatıldı. Bebbidjdiń analitikalıq mashinanı pitkere almawınıń tiykarǵı sebepleri siyasiy hám finanslıq qıyınshılıqlar, sonday-aq onıń oǵada quramalı kompyuter islep shıǵıwǵa hám basqalardan tezirek alǵa ilgerilewge bolǵan qálewi edi. Soǵan qaramastan, onıń ulı Genri Bebbidj 1888-jılı analitikalıq mashinanıń esaplaw blogınıń (digirman) ápiwayılastırılǵan nusqasın juwmaqladı. Ol 1906-jılı onıń kestelerdi esaplawda qollanılıwınıń tabıslı kórsetpesin berdi.

Elektromexanikalıq esaplaw mashinası

1914-jılı járiyalanǵan «Avtomatika boyınsha ocherkler» atlı miynetinde Leonardo Torres Kevedo Bebbidjdiń mexanikalıq Ayırma Mashinasın hám Analitikalıq Mashinasın qurıw boyınsha háreketleriniń qısqasha tariyxın jazdı^[24]^[25]^[26]. 1920-jılı arifmometrdiń oylap tabılǵanınıń 100 jıllıǵın bayramlaw ushın Torres Parijde Elektromexanikalıq Arifmometrdi usındı, ol paydalanıwshıǵa klaviatura arqalı arifmetikalıq máselelerdi kirgiziwge múmkinshilik berdi hám nátiyjelerdi esaplap, basıp shıǵardı,^[27]^[28] elektromexanikalıq analitikalıq mashinanıń orınlanıwınıń múmkinligin kórsetti^[29].

Analog kompyuterler

XX ásirdiń birinshi yarımında kóplegen ilimiy esaplaw talapları oǵada rawajlanǵan analog kompyuterler tárepinen qanaatlandırıldı, olar esaplaw ushın tikkeley mexanikalıq yamasa elektr modelin tiykar etip paydalandı. Biraq, olar programmalastırılmaǵan edi hám ulıwma alǵanda zamanagóy cifrlı kompyuterlerdiń kóp tárepliligi hám dálligine iye emes edi. Birinshi zamanagóy analog kompyuter tolqındı boljaw mashinası boldı, onı Ser Uilyam Tomson (keyin Lord Kelvin bolǵan) 1872-jılı oylap tapqan. Differencial analizator, dóńgelek hám disk mexanizmlerin paydalanıp integraciya jolı menen differencial teńlemelerdi sheshiw ushın dizayn islengen mexanikalıq analog kompyuter, 1876-jılı Djeyms Tomson tárepinen konceptuallastırılǵan, ol ataqlıraq Ser Uilyam Tomsonnıń ájaǵası edi.

Mexanikalıq analog esaplawdıń kórkem óneri 1931-jılı MIT-te Vannivar Bush tárepinen juwmaqlanǵan differencial analizator menen óziniń shıńına jetti^[30]. 1950-jıllarǵa kelip, cifrlı elektron kompyuterlerdiń tabısı kópshilik analog esaplaw mashinalarınıń aqırın keltirdi, biraq analog kompyuterler 1950-jıllar dawamında bilimlendiriw (sırǵanaq sızǵısh) hám aviaciya (basqarıw sistemaları) sıyaqlı ayırım qollanıwlarda paydalanılıwın dawam etti.

Cifrlı kompyuterler

Elektromexanikalıq

Klod Shennonnıń 1937-jılǵı magistrlik dissertaciyası cifrlı esaplawdıń tiykarların saldı, onıń logikalıq algebrasın kommutaciya sxemaların analizlew hám sintezlewge qollanıw tuwralı pikiri barlıq elektron cifrlı kompyuterlerdiń tiykarın quraytuǵın negizgi koncepciya boldı^[31]^[32].

1938-jılǵa kelip, Amerika Qurama Shtatları áskeriy-teńiz flotı qozǵalıwshı kózlewge torpedanı atıw máselesin sheshiw ushın trigonometriyanı qollanǵan suw astı qayıqları ushın Torpeda Maǵlıwmatların Esaplaw Mashinasın, elektromexanikalıq analog kompyuterin islep shıqtı. Ekinshi jer júzilik urısı waqtında, basqa ellerde de usıǵan uqsas qurılmalar islep shıǵıldı^[33].

Dáslepki cifrlı kompyuterler elektromexanikalıq edi; elektr ajıratqıshları esaplawdı orınlaw ushın mexanikalıq relelerdi háreketke keltirdi. Bul qurılmalar tómen jumıs tezligine iye bolıp, nátiyjesinde ádewir tezirek tolıq elektrli kompyuterler menen almastırıldı, dáslep vakuum trubkaların qollanıp. 1939-jılı Berlinde nemis injeneri Konrad Cuze tárepinen dóretilgen Z2, elektromexanikalıq rele kompyuteriniń eń dáslepki mısallarınıń biri edi^[34].

1941-jılı Cuze óziniń aldıńǵı mashinasın Z3 penen jalǵastırdı, ol dúnyadaǵı birinshi jumıs islewshi elektromexanikalıq programmalastırılatuǵın, tolıq avtomatlastırılǵan cifrlı kompyuter edi^[37]^[38]. Z3 2000 rele menen qurılǵan bolıp, shama menen 5-10 Gc taktlik jiyilikte isleytuǵın 22 bit sóz uzınlıǵın ámelge asırdı^[39]. Programma kodı tesikli plenkada berilgen bolsa, maǵlıwmatlar 64 sózlik yadta saqlanıwı yamasa klaviaturadan kirgiziliwi múmkin edi. Ol geypara tárepleri boyınsha zamanagóy mashinalarǵa júdá uqsas bolıp, qalqıwshı útirli sanlar sıyaqlı kóplegen jańalıqlardı engizdi. Charlz Bebbidjdiń aldıńǵı dizaynında qollanılǵan ámelge asırılıwı qıyınıraq bolǵan onlıq sistema ornına, ekilik sistemanı qollanıw Cuzeniń mashinaların qurıwdı ańsatlastırdı hám sol waqıtta bar bolǵan texnologiyalardı esapqa alǵanda, olardıń isenimliligin arttırdı^[40]. Z3 ózi universal kompyuter emes edi, biraq onı Tyuring tolıq bolıwı ushın keńeytiwge bolatuǵın edi^[41]^[42].

Cuzeniń keyingi kompyuteri, Z4, dúnyadaǵı birinshi kommerciyalıq kompyuter boldı; Ekinshi jer júzilik sebepli dáslepki keshigiwden soń, ol 1950-jılı juwmaqlanıp, ETH Cyurixke jetkerip berildi. Kompyuter Cuzeniń óz kompaniyası, Zuse KG tárepinen islep shıǵarıldı, ol 1941-jılı Berlinde tek ǵana kompyuterler islep shıǵarıw maqsetinde qurılǵan birinshi kompaniya edi^[43]. Z4 ERMETHtiń qurılısı ushın ilham deregi boldı, ERMETH Shveycariyadaǵı birinshi hám Evropadaǵı dáslepki kompyuterlerdiń biri boldı^[44].

Vakuum trubkaları hám cifrlı elektron sxemaları

Tolıǵı menen elektronlı sxema elementleri tez arada ózleriniń mexanikalıq hám elektromexanikalıq ekvivalentlerin almastırdı, sol waqıtta cifrlı esaplaw analogtı almastırdı. 1930-jılları Londondaǵı Pochta izertlew stanciyasında jumıs islegen injener Tommi Flauers telefon stanciyası ushın elektronikanı qollanıwdıń múmkinshiliklerin izertley basladı. Ol 1934-jılı jasaǵan eksperimental úskene bes jıldan soń iske tústi, telefon stanciyası tarmaǵınıń bir bólegin mıńlaǵan vakuum trubkaların paydalanıp, elektronlı maǵlıwmat islew sistemasına aylandırdı. AQSHta Ayova mámleketlik universitetiniń Djon Vinsent Atanasoff hám Klifford E. Berri 1942-jılı Atanasoff-Berri Kompyuterin (ABC) islep shıqtı hám sınaqtan ótkerdi,^[45] bul birinshi «avtomat elektronlı cifrlı kompyuter» edi^[46]. Bul dizayn da tolıǵı menen elektronlı bolıp, shama menen 300 vakuum trubkasın paydalandı, yad ushın kondensatorlar mexanikalıq aylanıwshı barabanǵa bekitilgen edi.

Ekinshi jer júzilik urısı waqtında, Bletchli-Parktaǵı britaniyalı kod buzıwshılar nemis áskeriy baylanıslarınıń shifrlanǵan xabarların ashıwda bir qatar jetiskenliklerge eristi. Nemis shifrlaw mashinası Enigmaǵa birinshi gezekte elektro-mexanikalıq bombalar járdeminde hújim etildi, olardı kóbinese hayallar basqardı^[47]^[48]. Joqarı dárejeli Áskeriy baylanıslar ushın qollanılǵan anaǵurlım quramalı nemis Lorenc SZ 40/42 mashinasın buzıw ushın, Maks Nyuman hám onıń kásiplesleri Flauerske Colossus qurıwdı tapsırdı. Ol 1943-jıldıń fevral ayınıń basınan baslap on bir ay dawamında birinshi Colossustı jobalaw hám qurıw menen shuǵıllandı^[49]. 1943-jıldıń dekabr ayında funkcionallıq sınaqtan ótkennen keyin, Colossus Bletchli-Parkqa jiberildi, ol jerge 1944-jıldıń 18-yanvarında jetkerildi^[50] hám 5-fevralda birinshi xabarǵa hújim etti^[51].

Colossus dúnyadaǵı birinshi elektronlı cifrlı programmalastırılatuǵın kompyuter boldı^[52]. Ol kóp sanlı vakuum trubkaların paydalandı. Onıń qaǵaz lenta arqalı kirgiziw sisteması bar edi hám maǵlıwmatlar ústinde hár túrli bulev logikalıq operaciyaların orınlawǵa qábiletli edi, biraq ol Tyuring-tolıq emes edi. Toǵız Mk II Colossus qurıldı (Mk I Mk II ge ózgertilip, ulıwma on mashina boldı). Colossus Mark I 1,500 termionlı vakuum trubkasınan turǵan, al Mark II 2,400 trubka menen Mark I den bes ese tezirek hám paydalanıwǵa ápiwayıraq bolıp, dekodlaw processin ádewir tezletti^[53]^[54].

ENIAC^[55] (Elektronlı Sanlı Integrator hám Kompyuter) AQSHta qurılǵan birinshi elektronlı programmalastırılatuǵın kompyuter boldı. ENIAC Colossus qa uqsas bolsa da, ol ádewir tezirek, kóbirek iykemli hám Tyuring-tolıq edi. Colossus sıyaqlı, ENIACtaǵı «programma» onıń patch kabelleri hám tumblerleriniń jaǵdayları menen anıqlanatuǵın edi, bul keyin payda bolǵan programması yadta saqlanatuǵın elektronlı mashinalardan ádewir parıq qılatuǵın edi. Programma jazılǵannan keyin, onı mashinaǵa mexanikalıq túrde ornatıw kerek boldı, yaǵnıy shtepseller hám tumblerlerdi qoldan qayta ornatıw arqalı. ENIACtıń baǵdarlamashıları altı hayal boldı, olar kóbinese jámlesip «ENIAC qızları» dep ataldı.

Ol elektronikanıń joqarı tezligin kóp quramalı máseleler ushın programmalastırılıw múmkinshiligi menen biriktirdi. Ol sekundına 5000 ret qosıw yamasa alıw ámelin orınlay alatuǵın edi, bul basqa hár qanday mashinadan mıń ese tezirek edi. Onıń jáne kóbeytiw, bóliw hám kvadrat koren shıǵarıw modulleri bar edi. Joqarı tezlikli yadı 20 sóz (shama menen 80 bayt) penen sheklengen edi. Pensilvaniya universitetinde Djon Mochli hám Dj. Presper Ekkerttiń basshılıǵında qurılǵan ENIACtıń rawajlanıwı hám qurılısı 1943-jıldan 1945-jıldıń aqırında tolıq iske túskenge shekem dawam etti. Mashina úlken bolıp, 30 tonna salmaqqa iye edi, 200 kilovatt elektr quwatın paydalanıp, 18,000 nan aslam vakuum trubkaları, 1,500 rele hám júz mıńlaǵan rezistorlar, kondensatorlar hám induktorlardı óz ishine alǵan^[56].

Zamanagóy kompyuterler

Zamanagóy kompyuter túsinigi

Zamanagóy kompyuterdiń principi Alan Tyuring tárepinen onıń 1936-jılǵı áhmiyetli maqalasında usınılǵan,^[57] «Esaplawǵa bolatuǵın sanlar haqqında». Tyuring «Universal esaplaw mashinası» dep ataǵan ápiwayı qurılmanı usındı, házir ol universal Tyuring mashinası dep ataladı. Ol bunday mashinanıń lentada saqlanǵan kórsetpelerdi (programmanı) orınlaw arqalı esaplawǵa bolatuǵın hár qanday nárseni esaplay alatuǵının dálilledi, bul mashinanı programmalastırıwǵa múmkinshilik beredi. Tyuring dizaynınıń tiykarǵı túsinigi - bul saqlanǵan programma, onda esaplawǵa arnalǵan barlıq kórsetpeler yadta saqlanadı. Fon Neyman zamanagóy kompyuterdiń oraylıq túsinigi usı maqalaǵa tiykarlanǵanın moyınladı^[58]. Tyuring mashinaları búgingi kúnge shekem esaplaw teoriyasında izertlewdiń oraylıq obekti bolıp qalmaqta. Shekli yad qorları tárepinen qoyılǵan sheklewlerden basqa, zamanagóy kompyuterler Tyuring-tolıq dep ataladı, yaǵnıy olardıń algoritmlerdi orınlaw qábileti universal Tyuring mashinasına teń.

Saqlanǵan programmalar

Dáslepki esaplaw mashinaları turaqlı programmalarǵa iye edi. Onıń funkciyasın ózgertiw mashinanı qayta sımlawdı hám qayta qurıwdı talap etti^[51]. Saqlanǵan programmalı kompyuter usınısı menen bul ózgerdi. Saqlanǵan programmalı kompyuter dizaynı boyınsha kórsetpe toplamın qamtıydı hám yadta esaplawdı táriyipleytuǵın kórsetpeler toplamın (programmanı) saqlay aladı. Saqlanǵan programmalı kompyuterdiń teoriyalıq tiykarı Alan Tyuring tárepinen 1936-jılǵı maqalasında qoyılǵan. 1945-jılı Tyuring Milliy fizika laboratoriyasına qosıldı hám elektron saqlanǵan programmalı cifrlı kompyuterdi rawajlandırıw boyınsha jumıstı basladı. Onıń 1945-jılǵı «Usınılǵan elektron kalkulyator» bayanatı usınday qurılma ushın birinshi specifikaciya boldı. Pensilvaniya universitetindegi Djon fon Neyman da 1945-jılı «EDVAC haqqında bayanatlarınıń birinshi jobasın» tarqattı^[52].

Manchester Baby dúnyadaǵı birinshi saqlanǵan programmalı kompyuter boldı. Ol Angliyadaǵı Manchester universitetinde Frederik S. Uilyams, Tom Kilburn hám Djeff Tutill tárepinen qurıldı hám óziniń birinshi programmasın 1948-jıldıń 21-iyunında iske qostı^[59]. Ol Uilyams trubkası, birinshi erkin kirisli cifrlı saqlaw qurılması ushın sınaq platforması retinde jobalanǵan edi^[60]. 1998-jılǵı retrospektivada kompyuter «kishi hám ápiwayı» dep sıpatlansa da, ol zamanagóy elektron kompyuteriniń barlıq zárúr elementlerin óz ishine alǵan birinshi isleytuǵın mashina boldı^[61]. Baby óz dizaynınıń orınlanıwın kórsetkennen keyin-aq, universitette onı ámeliy paydalı kompyuterge, Manchester Mark 1 ge aylandırıw boyınsha joybar baslandı.

Mark 1 óz gezeginde tez arada Ferranti Mark 1 ushın prototipke aylandı, ol dúnyadaǵı birinshi kommerciyalıq jaqtan qoljetimli ulıwma maqsetli kompyuter edi^[62]. Ferranti tárepinen qurılǵan bul kompyuter 1951-jıldıń fevral ayında Manchester universitetine jetkerildi. 1953-jıldan 1957-jılǵa shekem usı keyingi mashinalardıń keminde jetewi jetkerildi, olardıń biri Amsterdamdaǵı Shell laboratoriyasına^[63]. 1947-jıldıń oktyabr ayında Britaniyalı awqatlandırıw kompaniyası J. Lyons & Company direktorları kompyuterlerdiń kommerciyalıq rawajlanıwına tásir etiwde belsendi rol atqarıwǵa qarar etti. 1949-jılǵı Kembridj EDSAC úlgisinde islengen Lyons kompaniyasınıń LEO I kompyuteri 1951-jıldıń aprel ayında iske tústi^[64] hám dúnyada birinshi bolıp ádettegi keńse kompyuter jumısın orınladı.

Tranzistorlar

Maydan-effektli tranzistor koncepciyası 1925-jılı Yulius Edgar Lilienfeld tárepinen usınılǵan edi. Djon Bardin hám Uolter Bratteyn, Bell Labs kompaniyasında Uilyam Shoklidiń basshılıǵında islep atırıp, 1947-jılı birinshi isleytuǵın tranzistor - noqat-kontaktlı tranzistordı dúzdi, sonnan keyin 1948-jılı Shoklidiń bipolyarlı tranzistorı payda boldı^[65]^[66]. 1955-jıldan baslap, tranzistorlar kompyuter dizaynında vakuum trubkaların almastırdı, bul kompyuterlerdiń «ekinshi áwladınıń» payda bolıwına alıp keldi. Vakuum trubkaları menen salıstırǵanda, tranzistorlardıń kóplegen artıqmashlıqları bar: olar kishirek hám vakuum trubkalarına qaraǵanda az quwat talap etedi, sonlıqtan az jıllılıq shıǵaradı. Tutasıw tranzistorları vakuum trubkalarına qaraǵanda ádewir isenimli boldı hám uzaǵıraq, sheksiz xızmet múddetine iye edi. Tranzistorlı kompyuterler salıstırmalı túrde ıqsham keńislikte on mıńlaǵan binar logikalıq sxemalardı óz ishine ala alatuǵın edi. Biraq, dáslepki tutasıw tranzistorları salıstırmalı túrde úlken qurılmalar bolıp, olardı ǵalabalıq óndiriw tiykarında islep shıǵarıw qıyın edi, bul olardı bir qatar arnawlı qollanıwlar menen sheklep qoydı^[67].

Manchester Universitetinde Tom Kilburnniń basshılıǵındaǵı komanda jańadan islep shıǵılǵan tranzistorlardı ventillerdiń ornına qollanıp mashina dizaynladı hám qurdı^[68]. Olardıń birinshi tranzistorlı kompyuteri hám dúnyadaǵı birinshi usınday kompyuter 1953-jılı iske tústi, al ekinshi versiyası 1955-jıldıń aprel ayında sol jerde tamamlandı. Biraq, mashina óziniń 125 kGc saattıq tolqın formaların payda etiw ushın hám magnitli baraban yadında oqıw hám jazıw sxemalarında ventillerdi paydalanǵan edi, sonlıqtan ol tolıǵı menen tranzistorlanǵan birinshi kompyuter bolmadı. Bul ayırmashılıq 1955-jılǵı Harwell CADET kompyuterine tiyisli,^[69] ol Xaruelldegi Atom energiyası boyınsha izertlew mákemesiniń elektronika bólimi tárepinen qurılǵan^[69]^[70].

Metall-oksid-kremniy maydan-effektli tranzistor (MOSFET), sonday-aq MOS tranzistor dep te atalatuǵın, 1955 hám 1960 jıllar aralıǵında Bell Labs laboratoriyasında oylap tabıldı^[71]^[72]^[73]^[74]^[75]^[76] hám ol haqıyqıy ıqsham tranzistor bolıp, keń kólemli qollanıwlar ushın miniatyurizaciyalanıwı hám massalıq óndiriliwi múmkin edi^[67]. Onıń joqarı masshtablanıwı,^[77] hám bipolyar qosılıw tranzistorlarına salıstırǵanda ádewir tómen quwat jumsawı hám joqarı tıǵızlıǵı^[78] arqasında, MOSFET joqarı tıǵızlıqtaǵı integraciyalanǵan sxemalardı qurıwǵa múmkinshilik berdi^[79]^[80]. Maǵlıwmatlardı qayta islewden tısqarı, ol sonday-aq MOS tranzistorların yad yacheykalarınıń saqlaw elementleri retinde ámeliy qollanıwǵa múmkinshilik berdi, bul MOS yarım ótkizgishli yadtıń rawajlanıwına alıp keldi, ol kompyuterlerde burınǵı magnit ózekli yadtı almastırdı. MOSFET mikrokompyuter revolyuciyasına alıp keldi^[81] hám kompyuter revolyuciyasınıń jetekshi kúshine aylandı^[82]^[83]. MOSFET kompyuterlerde eń keń qollanılatuǵın tranzistor bolıp tabıladı^[84]^[85] hám cifrlı elektronikanıń tiykarǵı qurılıs blogı bolıp esaplanadı^[86].

Integral sxemalar

Esaplaw quwatındaǵı keyingi úlken alǵa ilgerilew integral sxemanıń (IS) payda bolıwı menen keldi. Integraciyalanǵan sxema ideyasın birinshi bolıp Qorǵanıw ministrliginiń Korollik radar mekemesinde isleytuǵın radar ilimpazı Djeffri U.A. Dammer oylap taptı. Dammer integral sxemanıń birinshi ashıq táriypin 1952-jıldıń 7-may kúni Vashington qalasında ótkerilgen Sapalı elektron komponentlerdiń rawajlanıwı boyınsha simpoziumda usındı^[87].

Birinshi isleytuǵın IS-lardı Texas Instruments kompaniyasında Djek Kilbi hám Fairchild Semiconductor kompaniyasında Robert Noys oylap taptı^[88]. Kilbi integral sxema haqqındaǵı dáslepki ideyaların 1958-jıldıń iyul ayında jazıp aldı hám 1958-jıldıń 12-sentyabr kúni birinshi isleytuǵın integraciyalanǵan úlgini tabıslı kórsetti^[89]. 1959-jıldıń 6-fevral kúngi patent ótinishinde Kilbi óziniń jańa qurılmasın «yarım ótkizgish materialdan islengen dene ... onda elektron sxemanıń barlıq komponentleri tolıq integraciyalanǵan» dep táriyiplegen^[90]^[91]. Biraq, Kilbidiń oylap tapqanı monolit integral sxema (IS) chipi emes, al gibrid integral sxema (gibrid IS) edi^[92]. Kilbidiń IS-ında sırtqı sım jalǵanıwları bar edi, bul onı kóplep islep shıǵarıwdı qıyınlastırdı^[93].

Noys ta Kilbiden yarım jıl keyin óziniń integral sxema ideyasın oylap taptı^[94]. Noystıń oylap tapqanı birinshi haqıyqıy monolit IS chipi boldı^[95]^[93]. Onıń chipi Kilbidiń chipindegi kóplegen ámeliy máselelerdi sheshti. Fairchild Semiconductor kompaniyasında islep shıǵarılǵan bul chip kremniyden islengen edi, al Kilbidiń chipi germaniyden islengen edi. Noystıń monolit IS-ı 1959-jıldıń basında onıń kásiplesi Jan Xoerni tárepinen islep shıǵılǵan tegis process járdeminde jasalǵan edi. Óz gezeginde, tegis process Karl Frosh hám Linkoln Deriktiń kremniy dioksidi járdeminde yarım ótkizgish betin passivlestiriw boyınsha jumıslarına tiykarlanǵan edi^[96]^[97]^[98]^[99]^[100]^[101].

Zamanagóy monolit IS-ları tiykarınan MOS (metall-oksid-yarım ótkizgish) integral sxemalar bolıp, MOSFET-lerden (MOS tranzistorları) qurılǵan^[102]. Dáslepki eksperimental MOS IS 1962-jılı RCA kompaniyasında Fred Xeyman hám Stiven Xofsteyn tárepinen jasalǵan 16 tranzistorlı chip boldı^[103]. Keyinirek, 1964-jılı General Microelectronics kompaniyası birinshi kommerciyalıq MOS IS-ın usındı,^[104] onı Robert Norman islep shıqqan edi^[103]. 1967-jılı Bell Labs laboratoriyasında Robert Kervin, Donald Kleyn hám Djon Saras tárepinen ózin-ózi dúzetiwshi zatvorlı (kremniy-zatvorlı) MOS tranzistorınıń islep shıǵılıwınan soń, 1968-jılı Fairchild Semiconductor kompaniyasında Federiko Fadjin tárepinen ózin-ózi dúzetiwshi zatvorları bar birinshi kremniy-zatvorlı MOS IS islep shıǵıldı^[105]. Sonnan berli MOSFET zamanagóy IS-larındaǵı eń áhmiyetli qurılma komponenti bolıp qalmaqta^[102].

MOS integral sxemasınıń rawajlanıwı mikroprocessordıń oylap tabılıwına alıp keldi,^[106]^[107] hám kompyuterlerdiń kommerciyalıq hám jeke qollanılıwınıń keń tarqalıwın járiyaladı. Qaysı qurılmanıń birinshi mikroprocessor bolǵanı haqqında tartıslar bar, bul biraz «mikroprocessor» termininiń anıq anıqlaması boyınsha kelisimniń joqlıǵına baylanıslı, biraq birinshi bir chipli mikroprocessordıń Intel 4004 bolǵanı keń moyınlanǵan,^[108] onı Federiko Fadjin óziniń kremniy-zatvorlı MOS IS texnologiyası menen,^[109] sonday-aq Intel kompaniyasındaǵı Ted Xoff, Masatoshi Shima hám Stenli Mazor menen birge joybarlap hám ámelge asırǵan. 1970-jıllardıń basında, MOS IS texnologiyası bir chipte 10,000-nan aslam tranzistordı integraciyalawǵa múmkinshilik berdi.

Chipte Sistema (SoCs) - bul tıyın ólshemindegi mikrochipte (yamasa chipte) jaylasqan tolıq kompyuterler^[110]. Olarda integraciyalanǵan RAM hám flesh yadı bolıwı yamasa bolmawı múmkin. Eger integraciyalanbaǵan bolsa, RAM ádette SoC-tıń tikkeley ústine (Package on package dep ataladı) yamasa astına (sxema taxtasınıń qarama-qarsı tárepinde) jaylastırıladı, al flesh yadı ádette SoC-tıń dál qasına ornalastırıladı. Bul maǵlıwmat almasıw tezligin jaqsılaw ushın islenedi, sebebi maǵlıwmat signalları uzaq aralıqlardı ótiwi kerek emes. 1945-jıldaǵı ENIAC-tan baslap, kompyuterler ádewir rawajlandı, házirgi SoCs-lar (mısalı, Snapdragon 865) tıyın ólsheminde bola tura, ENIAC-tan júz mıńlaǵan ese kúshlirek, milliardlaǵan tranzistorlardı integraciyalaydı hám tek bir neshe vatt quwat jumsaydı.

Mobil kompyuterler

Dáslepki mobil kompyuterler awır bolıp, tiykarǵı elektr quwatı menen jumıs islegen. 50 funt (23 kg) salmaqtaǵı IBM 5100 erte mısallardan biri edi. Keyingi kóshpeli úlgiler, mısalı Osborne 1 hám Compaq Portable aytarlıqtay jeńil bolǵan, biraq ele de elektr rozetkasına qosılıwı kerek edi. Grid Compass sıyaqlı dáslepki noutbuklar batareyalardı qosıw arqalı bul talaptı saplastırdı - hám esaplaw resurslarınıń úziliksiz miniatyurizaciyası hám kóshpeli batareya ómiriniń jetilisiwi menen, kóshpeli kompyuterler 2000-jıllarda keń qollanıldı^[111]. Usı rawajlanıwlar óndiriwshilerge 2000-jıllardıń basında esaplaw resursların uyalı telefonlarǵa biriktiriwge múmkinshilik berdi.

Bul smartfonlar hám planshetler hár túrli operaciyalıq sistemalarda isleydi hám jaqında bazarda ústemlik etiwshi esaplaw qurılmasına aylandı^[112]. Olar Chipte Sistema (SoCs) tiykarında isleydi, bul tıyın ólshemindegi mikrochipte jaylasqan tolıq kompyuterler bolıp tabıladı^[110].

Remove ads

Derekler

Loading content...

Loading related searches...

Wikiwand - on

Seamless Wikipedia browsing. On steroids.

Remove ads