Абаком называлась дощечка покрытая слоем пыли, на которой острой палочкой проводились линии и какие-нибудь предметы, размещавшиеся в полученных колонках по позиционному принципу.
В Древнем Риме абак появился, вероятно в V-VI вв н.э., и назывался calculi или abakuli. Изготовлялся абак из бронзы, камня, слоновой кости и цветного стекла. До нашего времени дошёл бронзовый римский абак, на котором камешки передвигались в вертикально прорезанных желобках. Внизу помещались камешки для счета до пяти, а в верхней части имелось отделение для камешка, соответствующего пятёрке.

С середины XVII века с небольшим промежутком были созданы Арифметическая машина Паскаля (или Паскалево колесо), арифмометр Полени, машина Бэббиджа, вычислитель Лейбница и т.д.

Самые первые идеи создания программируемой механической вычислительной машины выдвинуты более 160 лет назад. Они принадлежали англичанину Ч.Бэббиджеру,человеку феноменальных способностей, чьи идеи на много опередили свое время. Начиная с 1812 года Ч. Беббидж работал над изготовлением механической вычислительной машины более 30 лет. "Элементной базой" машины Беббиджа служили "цифровые" колеса с различным числом зубьев. Созданная в 1834 году Чарльзом Бэббиджем аналитическая машина стала первым прообразом современных компьютеров.

Теоретическим фундаментом современных ЭВМ является алгебра логики, основы которой в 1854 году разработал английский математик и филосов Дж.Буль. Алгебра логики (булева алгебра) устанавливает правила выполнения логических операций сложения (ИЛИ ),умножения (И) и отрицания (НЕ). Манипулируя данными логическими операциями можно осуществить любые действия, позволяющие ЭВМ принимать определенные решения,управлять и перерабатывать потоки информации. Использование алгебры логики в качестве теоретического базиса современных ЭВМ основывается на использовании ей величин, принимающих только два значения : "Да"-"Нет","Включено"-"Выключено" и т.п.,что хорошо сопрягается с двоичной системой счисленя . Данная система счисления использует для записи чисел только две значащие цифры "0" и "1" . При использовании данной системы в ЭВМ цифра "0" воспроизводится низким уровнем сигнала , а цифра "1" - высоким уровнем.

Глубокую и принципиальную взаимосвязь булевой алгебры и двоичного характера ключевых электронных элементов установил математик Дж. фон Нейман. Идеи Неймана заложили основные принципы построения современных ЭВМ, состоящих из большого числа идентичных элементарных логических схем, действующих по двоичному принципу. Нейман доказал,что используя схемы "НЕ","ИЛИ","И" можно создать все основные узлы ЭВМ.

Дальнейшее развитие теория цифровых автоматов нашла в трудах академика В.М. Глушкова. Полученные им важные результаты позволили разработать новые принципы построения малых ЭВМ и найти новые области приложения вычислительной техники.

Электронные цифровые вычислительные машины (ЭВМ) появились в конце 40-х годов, вскоре после окончания второй мировой войны. Предпосылками к их возникновению явились развитие электронной техники и необходимость производить большие расчеты при формированиии карт стрельб в артилерии, которые к тому времени выполнялись с использованием специализированных арифмометров и программируемых механических вычислительных машин.

Первая ЭВМ - "Эниак" была создана в США в 1948 году. Она была очень специализирована и выполняла ограниченное число задач. Первые отечественные ЭВМ данного поколения были созданы немного позднее. К ним относятся таким ЭВМ , как "БЭСМ-1","Урал-1" и др. Они содержали несколько десятков тысяч ламп и проделывали 5-10 тысяч операций в секунду. Эти ЭВМ принято относить к ЭВМ первого поколения.

Основными недостатками данных ЭВМ является их низкая надежность из-за большого количества ламп и паянных соединений а также их очень большие размеры. К примеру, ЭВМ "БЭСМ-1" занимала несколько этажей ,вследствии чего поиск и устранение неисправностей длилось очень большое время. А так как и электронные узлы данной ЭВМ имели небольшую наработку на отказ, то и ЭВМ находилась в работе всего несколько часов в неделю, а все остальное время тратилось на ее обслуживание и ремонт.

Колоссальный прогресс ЭВМ решающим образом связан с развитием полупроводниковой техники. " Элементной базой " ЭВМ второго поколения являются полупроводниковые приборы. Одна из мощнейших машин этого класса - "БЭСМ-6" создана в СССР в 1967 году . Она совершала около 1 мл. операций в секунду,содержала 60 тысяч биполярных транзисторов и 200 тысяч диодов. По-сравнению с ЭВМ первого поколения в данных ЭВМ значительно повысилась надежность, быстродействие,снизились габариты.При разработке ЭВМ второго поколения широкое применение нашел блочный принцип построения на простых элементарных ячейках, который был применен в ЭВМ первого поколения. Данные элементарные ячейки были названы логическими схемами и выполняли одну из логических операций : "И","ИЛИ","НЕ". Этот принцип позволил использовать при проектировании ЭВМ всего несколько типов унифицированных логических схем,что значительно сократило сроки разработки ,повысило ремонтопригодность и уменьшило себестоимость создаваемых ЭВМ. Как мы уже заметили основным элементом ЭВМ является "ключевой прибор" , для ЭВМ первого поколения- это триод,для ЭВМ второго поколения - это транзистор. Так как этот прибор определяет основные характеристики ЭВМ то к нему с течением времени предьявляются все более жесткие требования:

• Во-первых ,скорость переключения элемента ,т.е. скорость перехода из состояния "0" в состояние "1" и обратно,должна быть очень велика,так как она определяется быстродействие всей машины.
• Во-вторых , его размеры должны быть очень малы,ведь элементов в ЭВМ очень много.
• В-третьих, потребляемая им мощность и его стоимость должны быть очень низкими.
• В-четвертых,его надежность должна быть как можно выше и т.д.

Идея создавать на полупроводниковой пластине готовую схему, содержащую транзисторы, диоды, резисторы , конденсаторы и все необходимые соединения была реализована в 1959 году. В результате полученная пластина содержит гото-вые электронные схемы . В корпус помещается схема насчитывающая до нескольких миллионов транзисторов и имеющая небольшое число внешних выводов. Размеры и потребляемая мощность электронных схем сильно уменьшились, а их надежность значительно возросла. На данном принципе были реализованы интегральные микросхемы (ИС). В начале 60-х годов уровень развития технологии не позволял изготавливать ИС с большой степенью интеграции ( степень интеграции - количесво транзисторов размещенных в единице обьема). Выпускаемые в то время ИС содержали несколько десятков тысяч транзисторов и их назвали интегральные схемы с малой степенью интеграции (МИС). На данной "элементной базе" были реализованы ЭВМ третьего поколения. Одной из самых мощных отечественных ЭВМ этого поколения является ЭВМ ЕС-1060. Она обладала быстродействием до 3 мл. операций в секунду,содержала более 10 мл. транзисторов и была реализована в виде набора стоек "шкафного" типа.

Бурное развитие полупроводниковой технологии позволи-ло в начале 70-х годов перейти к созданию больших и сверхбольших интегральных схем (БИС И СБИС), на основе которых были созданы ЭВМ четвертого поколения, производящие десятки мл. операций в секунду. Одними из самых мощных ЭВМ данного поколения являются ЭВМ семейства "Крейт" (США) и "Эльбрус"(Россия),которые являются многопроцессорными системами и содержат до нескольких миллиардов транзисторов.

ЭВМ пятого поколения реализованы на основе Фоннеймановских моделей "нейрокомпьтеров", что позволит приблизить обьем и скорость обработки информации в ЭВМ к обьемам и скорости обработки информации в мозге человека.

В недалеком будущем нас ждет появление квантовых компьютеров - ЭВМ шестого поколения. Разработка математического аппарата и архитектурных решений которых сейчас активно ведется.

Краткие выводы: Человеческий мозг может вместить приблизительно 10^13 единиц информации. Чтобы разместить эту информацию в памяти ЭВМ , в 1960 г. потребовалось бы помещение обьемом в 500 мл. м ^3. Если современная скорость сокращения размеров полупроводниковых элементов ИС сохраниться,то в 2050 г. Эта информация сможет быть размещена в объеме, меньшем, чем обьем головы человека.

Перед нами - сегодняшними школьниками (собирающимися связать свою судьбу с разработками в области вычислительных систем), уже в скором будущем встанет задача разработки современных нейро- и квантовых компьютеров. Наша задача сегодня - как можно полнее исследовать и познакомится с теми колоссальными наработками, которые были сделаны в предыдущее время, почерпнуть из них все уникальные архитектурно-системные решения, подходы и концепции. Наиболее интересные материалы, полученные нами в ходе проведения исследований, мы и представляем Вашему вниманию.

Итак, все попорядку: