В 1930-е годы немецкий инженер Конрад Цузе начал работу над серией вычислительных машин Z1, Z3. Z3, завершенный в 1941 году, считается первым в мире работающим программируемым полностью автоматическим цифровым компьютером. Это была электромеханическая машина, использовавшая электрические реле (переключатели) вместо шестеренок. Z3 мог выполнять около 20 операций в секунду, имел память на 64 числа и работал на основе двоичной системы. К сожалению, оригинальный Z3 был уничтожен во время бомбардировки Берлина в 1943 году, но Цузе воссоздал его в 1960-х годах для музея.

В то же время в США разрабатывался компьютер Harvard Mark I, созданный в Гарвардском университете при участии IBM. Это была огромная машина длиной почти 16 метров, весом около 5 тонн, содержащая более 750 000 деталей и 800 километров проводов! Mark I мог выполнять три сложения или вычитания в секунду, а на умножение ему требовалось 6 секунд. Сегодня даже простой калькулятор работает в миллионы раз быстрее!

Настоящая революция произошла во время Второй мировой войны, когда возникла острая необходимость в быстрых и точных вычислениях для расшифровки секретных кодов, расчета траекторий снарядов и проектирования оружия. В 1943 году в секретном центре Блетчли-Парк в Великобритании был создан компьютер «Колосс» для расшифровки немецких сообщений, закодированных с помощью машины «Лоренц». Колосс использовал электронные лампы вместо механических частей, что значительно увеличило скорость вычислений.

В США в этот период был создан ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) – первый электронный цифровой компьютер общего назначения. ENIAC был официально запущен в 1946 году в Пенсильванском университете. Это был настоящий гигант! Он занимал комнату площадью 167 квадратных метров, весил 27 тонн и содержал около 18 000 электронных ламп, 7200 кристаллических диодов, 70 000 резисторов, 10 000 конденсаторов и 5 миллионов паяных соединений! ENIAC потреблял 150 киловатт электроэнергии, и когда его включали, в соседних домах могли гаснуть лампочки.

Несмотря на свои размеры, ENIAC был впечатляюще мощным по меркам того времени. Он мог выполнять 5000 сложений или 360 умножений в секунду – в тысячу раз быстрее, чем электромеханические машины того времени. Но программирование ENIACа было крайне сложным процессом: нужно было физически переключать провода и тумблеры, а настройка новой программы могла занимать несколько дней!

Среди программистов ENIACа было шесть женщин: Кэй МакНалти, Бетти Дженнингс, Бетти Снайдер, Марлин Мелцер, Фрэн Билас и Рут Лихтерман. Они вошли в историю как «ENIAC girls» – первые компьютерные программисты в современном понимании этого слова.

Глава 3: Эра электронных компьютеров – от больших машин к персональным компьютерам

После создания ENIACа начался период быстрого развития компьютерной техники. Важным шагом вперед стало появление концепции «хранимой программы», разработанной математиком Джоном фон Нейманом. Согласно этой идее, компьютерные программы должны храниться в памяти компьютера так же, как и данные. Это позволило компьютерам быстро переключаться между разными программами без необходимости физического перепрограммирования.

Первым компьютером с хранимой программой стал британский EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator), запущенный в 1949 году в Кембриджском университете. В том же году в США был построен EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer), а затем и коммерческая модель UNIVAC I (Universal Automatic Computer I). UNIVAC I прославился тем, что точно предсказал победу Эйзенхауэра на президентских выборах в США в 1952 году, хотя все опросы указывали на победу его противника Стивенсона.

До 1950-х годов компьютеры работали на электронных лампах, которые были большими, потребляли много энергии, сильно нагревались и часто перегорали. В среднем каждые 15 минут в ENIACе перегорала лампа, и инженерам приходилось искать её среди тысяч других! Все изменилось с изобретением транзистора в 1947 году учеными из Bell Labs: Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли, получившими за это Нобелевскую премию по физике.

Транзисторы были меньше, потребляли меньше энергии, выделяли меньше тепла и были надежнее, чем лампы. Первый компьютер на транзисторах, TX-0, был построен в Массачусетском технологическом институте в 1956 году. Так началась эра компьютеров «второго поколения».

Следующий важный шаг был сделан в 1958 году, когда Джек Килби из Texas Instruments и Роберт Нойс из Fairchild Semiconductor независимо друг от друга изобрели интегральную схему или микрочип. Интегральные схемы позволили разместить множество транзисторов на одном маленьком кусочке кремния, что сделало компьютеры еще меньше, быстрее и дешевле. Благодаря этому началась эра компьютеров «третьего поколения».

В 1960-х и 1970-х годах компьютеры уже широко использовались в научных исследованиях, бизнесе и правительственных организациях. Но они все еще были большими, дорогими и доступными только крупным институтам. IBM 360, один из самых популярных компьютеров 1960-х годов, был размером с комнату и стоил миллионы долларов. Для работы с ним требовалась целая команда операторов и программистов.

Все изменилось с появлением микропроцессора – «компьютера на чипе», который Intel представила в 1971 году. Первым таким процессором был Intel 4004, который содержал 2300 транзисторов и мог выполнять около 60 000 операций в секунду. Для сравнения, современные процессоры содержат миллиарды транзисторов и могут выполнять миллиарды операций в секунду!

Микропроцессоры сделали возможным создание компьютеров, которые могли бы поместиться на столе и стоить достаточно дешево, чтобы их могли приобрести не только крупные организации, но и обычные люди. Так началась эра персональных компьютеров.

Первые персональные компьютеры, такие как Altair 8800, появились в середине 1970-х годов. Они продавались в виде наборов, которые нужно было собрать самостоятельно, и не имели клавиатуры или экрана. Программировались они с помощью переключателей на передней панели, а результаты вычислений можно было увидеть по мигающим лампочкам!

Несмотря на свою примитивность, Altair 8800 вызвал огромный интерес среди энтузиастов. Двое из них, студенты Гарвардского университета Билл Гейтс и Пол Аллен, написали для Altair интерпретатор языка программирования BASIC. Это был первый продукт их компании, которую они назвали Microsoft.

В 1976 году два друга из Калифорнии, Стив Джобс и Стив Возняк, основали компанию Apple и представили компьютер Apple I, который они собирали в гараже родителей Джобса. В отличие от Altair, Apple I уже был полностью собранным и имел клавиатуру. Правда, для работы с ним все еще требовался отдельный телевизор в качестве монитора.

Год спустя они выпустили гораздо более успешную модель Apple II – первый по-настоящему массовый персональный компьютер. Apple II имел цветной дисплей, звук, игры и программы для работы с текстом и таблицами. Этот компьютер использовался в школах, домах и офисах по всему миру и стал символом начала компьютерной эры.

В 1981 году компания IBM, гигант компьютерной индустрии, выпустила свой персональный компьютер, IBM PC. Для его операционной системы IBM обратилась к молодой компании Microsoft. Так появилась MS-DOS (Microsoft Disk Operating System), ставшая стандартной операционной системой для большинства персональных компьютеров. IBM PC и его многочисленные клоны от других производителей заложили основу для современных ПК.