最初のコンピューターとその進化

近代以前、情報化時代以前、産業時代以前でさえ、人類の文明はコンピューターを利用していました。しかし、これらの初期のコンピューターは、今日のコンピューターとはまったく異なります。実際、これらの初期のコンピューターはほとんど役に立たなかった。しかし、それは彼らが何かに役に立たなかったということではありません。彼らはいた。彼らは最初のコンピューターになるのに役立ちました。

しかし、コンピュータとは正確には何ですか？コンピューターは、私たちが情報を理解するのに役立つツールです。そして、情報を理解するためには、それを整理できる必要があります。最初のコンピューターは、人間の脳の組織からヒントを得ました。 2進数または「ビット」を介して動作するため、「デジタル」コンピュータと呼ばれていました。

これらの初期のコンピューターは、通常はテーブルやキャビネットの中に構築された即興の計算装置の形をとっていました。それらは、一連のスライドパネルまたは引き出しを備えた一連のレバーとノブで構成されていました。初期のコンピュータはメモリがほとんどなく、一連の数学的計算を実行するために使用されていました。これらの初期のコンピューターはそれ自体では役に立たなかったが、私たちが現在コンピューターで当たり前と思っていることの基礎を築いた。

ここでは、コンピューターの初期の開発と、現在の状況にどのように到達したかについて説明します。

最初の計算オートマトン

オートマトンは、象徴的な規則に従うことができるデバイスを研究する数学の一分野です。この言葉はギリシャ語で「機械」を意味します。つまり、一言で言えば、オートマトンはシンボリック操作を実行できるマシンです。

オートマトンを取得してルールを与えると、そのルールに従って特定のアクションを実行できます。たとえば、オートマトンは、その位置を制御する一連のノブまたはダイヤルに応じて、チェス盤を左から右に移動し、一度に1ステップずつ移動できます。

最初のオートマタは、歯車とレバーで作られた単純な機械装置でした。これらの最初の計算オートマトンは、イスラム世界で発明され、後にイタリアのルネサンスで発明されました。

最初の電子デジタルコンピュータ

最初の電子デジタルコンピュータは、1930年代に、ドイツで働くエンジニアのコンラートツーゼによって発明されました。

これらのコンピューターは、リレーと真空管を使用して数値を表す電子信号を作成し、論理ゲートを使用して計算を実行し、メモリを使用してデータを保存しました。 Zuseマシンの最初の完全に機能する例は、1944年に製造されたZ3でした。

最初のプログラム可能なコンピューター

1940年代と1950年代に、米国、英国、ドイツの科学者とエンジニアは、特定のタスクのためにコンピューターをプログラムし始めました。

これらのコンピューターは、Zuseで使用されているものよりも入手が容易な標準化されたコンポーネントを使用して、アプリケーションごとにカスタムビルドされました。最初のプログラム可能なコンピューターは、1952年から1955年に英国で製造されたFerrantiMark1でした。

大量生産された最初のプログラマブルコンピュータは、1956年に製造されたIBM 650でした。最初の市販のプログラマブルコンピュータは、1952年から1955年に英国で製造されたFerrantiMark1でした。

第二世代のコンピューター

第2世代のコンピューターは、真空管を使用して、数十または数百のコンポーネントを備えた完全なコンピューターボードを構築することを特徴としていました。ボードは、キャビネットまたは壁に取り付けられたパネルに組み込まれていました。

第2世代のコンピューターのサイズは、キャビネットまたはパネルに使用できるスペースの量によってのみ制限されていました。この時期に生産された最大の第2世代コンピューターは、1952年に製造されたIBM 1609でした。1,500を超えるコンポーネントがあり、6,000平方フィートを超えるスペースを占有していました。

第3世代のコンピューター

第3世代のコンピューターは、1950年代半ばにトランジスタが登場したことから始まりました。トランジスタは、第2世代のコンピュータで、増幅器、スイッチ、発振器など、あらゆる種類の役割を果たせなかった真空管に代わるものとして発明されました。

最初のトランジスタベースのコンピュータは、1957年に導入されたIBM 7090でした。この時代のトランジスタベースのコンピュータは、10,000ものトランジスタを備えた大型で重量があり、通常、壁に取り付けられたパネルに組み込まれていました。

これらのコンピューターのアーキテクチャーは、2つ以上のレベルで動作する論理ゲートを備えた第2世代のZuseおよびFerrantiマシンに似ていました。

第4世代および第5世代のコンピューター

第4世代および第5世代のコンピューターでは、複数の個別のトランジスターを1つのチップに組み合わせた電子部品である集積回路が登場しました。最初の集積回路ベースのコンピュータは、1961年に導入されたフェアチャイルドF8でした。

集積回路技術により、コンピューターのサイズ、重量、およびコストが大幅に削減され、コンピューターを自動車やその他のモバイルデバイスに初めて導入できるようになりました。

この時代の典型的な集積回路コンピュータは、100を超える相互接続されたチップで構成されていた可能性があります。 50,000もの異なる電子構成が可能です。

第6世代コンピューター

第6世代のコンピューターでは、プログラマブルロジックデバイス（PLD）が登場しました。 PLDは集積回路のようなものですが、高級言語で書かれたソフトウェアで使用するように設計されています。

たとえば、FPGA（フィールドプログラマブルゲートアレイ）は、高級言語で記述されたソフトウェアを使用してさまざまな機能を実行するようにプログラムできるデバイスです。

FPGAは、さまざまな機能を実行できるカスタムチップを作成するのに最適です。最初のプログラマブルロジックデバイスは、1970年代にSigneticsによって発明されたPLM（プログラマブルロジックモジュール）でした。