Электронные компьютеры

Физик Джон Атанасов совместно с Клиффордом Берри в период с 1937-го по 1942-й год занимались разработкой первой в мире электронно-вычислительной машины. Устройство, названное впоследствии Atanasoff-Berry Computer (ABC), стало первой системой с использованием вакуумных ламп и цифровых коммутационных технологий, с также логических схем и принципа двоичной арифметики. После длительного судебного разбирательства в октябре 1973 года был аннулирован патент, ранее полученный Эккертом и Мошли, а изобретателем первого цифрового компьютера был признан Атанасов.
Применение вычислительной техники в период второй мировой войны дало существенный толчок для развития электронных компьютеров. Во время войны, в 1943 году, Алан Тьюринг из Англии заканчивает разработку военного компьютера «Колосс», предназначенного для декодирования перехваченных немецких сообщений. Стоит отметить, что работа Тьюринга так и не была оценена, поскольку устройство «Колосса» на протяжении многих лет после завершения войны была засекречена.
Кроме расшифровки неприятельских шифров, постепенно появилась потребность в баллистических расчетах и решении ряда других задач для военных. В 1946 году Джон Мошли и Джон Эккерт вместе со специалистами Университета штата Пенсильвания разработали большую электронно-вычислительную машину, предназначенную для военных целей. Данная система была названа ENIAC (аббревиатура от Electrical Numerical Integrator and Calculator).
Устройство работало с десятизначными числами и могло выполнять порядка 300 операций умножения в секунду, вычисляя результат произведения чисел из таблицы, которая хранилась в оперативной памяти. Работала система почти в тысячу раз быстрее, по сравнению с электромеханическими релейными вычислительными машинами предыдущего поколения.
ENIAC содержал почти 18 тысяч электронно-вакуумных ламп, а суммарная мощность достигала примерно 180 тысяч ватт электричества. Для вывода и ввода данных применялись перфорационные карты, специальные регистры выполняли роль сумматоров и обеспечивали доступ к хранилищу данных.
Выполняемые инструкции, из которых состояла та или иная программа, создавались при помощи отдельной монтажной схемы и ряда переключателей, предназначенные для управления вычислительным процессом. То есть, для каждой новой программы необходимо было вносить изменения в расположение выключателей и монтажную схему.
Ранее, в 1945 году, Джон фон Нейман (математик) доказал, что компьютер может представлять собой целостную структуру и выполнять любые инструкции при помощи соответствующей программы, без изменения аппаратной составляющей. Другими словами, он смог доказать, что программную часть можно изменять, не внося изменения в аппаратное обеспечение. Данный принцип лег в основу правил для следующих поколений цифровых компьютеров.
В 1947 году появилось первое поколение программируемых компьютеров, которые использовали описанные нововведения. Среди них были коммерческие компьютеры UNIVAC и EDVAC, которые впервые использовали ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), которое использовалось для хранения модулей программы и данных. Как правило, процесс программирования выполнялся непосредственно на машинном языке, хотя к середине 1950-х годов в сфере программирования произошел значительный скачек в развитии. Своеобразным символом компьютерной эры многие признали UNIVAC (расшифровывается как Universal Automatic Computer), который представлял собой первый действительно универсальный компьютер общего назначения. Он массово использовался не только в военных и научных целях, но и в коммерческих.