Istoria mainilor de calcul cuprinde evoluia diverselor tehnici folosite de oameni pentru a efectua calcule matematice i a mainilor i aparatelor fizice de care s-au folosit pentru acest scop. Mult vreme, aceste calcule se efectuau mintal, eventual cu ajutorul unor dispozitive simple, cum ar fi abacul i, din secolul al XVII-lea, rigla de calcul. Primele maini de calcul erau aparate mecanice, care efectuau calcule analogice. Un plan ndrzne pentru o astfel de main a fost cel al inginerului englez Charles Babbage, n anii 1820. Proiectul su pentru o main mecanic era ns mult mai complex dect orice alt dispozitiv realizat la acea vreme, i nu s-au putut realiza piese cu o precizie suficient de mare, i proiectul su a fost n cele din urm abandonat. n acea perioad a fost preluat o tehnologie folosit deja la mainile muzicale i la rzboaiele de esut, tehnologia cartelelor perforate, adaptat pentru mainile de calcul, ca tehnic principal de programare. Tot atunci, au aprut primele maini de calcul electrice, bazate pe simularea, cu ajutorul elementelor de circuit electric, a proprietilor sistemelor n care se efectuau calculele. n prima jumtate a secolului al XX-lea, s-au rspndit diverse mrci de calculatoare de birou, cum ar fi Curta sau Friden i s-a nceput dezvoltarea primelor calculatoare electronice, cu ajutorul tuburilor electronice. Bazele calculatoarelor moderne s-au pus, ns, n preajma celui de-al doilea rzboi mondial. Alan Turing a descris n 1936 un model matematic care astzi i poart numele i care rezum funcionarea unei maini de calcul programabile, iar Claude Shannon a artat c orice funcie din algebra boolean poate fi implementat mecanic cu ajutorul unor circuite logice electronice. John von Neumann a descris i el, pe cnd lucra la proiectul EDVAC, arhitectura von Neumann, o schem structural de baz a calculatoarelor. Aproape toate calculatoarele moderne sunt construite din circuite logice, se bazeaz pe arhitectura von Neumann i implementeaz funcional modelul mainii Turing. n timpul celui de-al doilea rzboi mondial, s-au construit calculatoare primitive pentru a calcula traiectoriile balistice i pentru a decripta comunicaiile inamicului i proiectele realizate au fost continuate i dup rzboi. Mai multe calculatoare din aceast prim generaie candideaz la titlul de primul calculator modern, printre care maina Atanasoff-Berry (primul calculator electronic), calculatorul britanicColossus (primul calculator electronic programabil), mainile inginerului german Zuse (prima main Turingcomplet) i mainframe-ul ENIAC(primul calculator generic). Primul calculator cu program stocat, funcionnd n sistemul binar, Turing-complet i construit exclusiv din componente electronice a fost Manchester Small-Scale Experimental Machine, pornit n iunie 1948. Inventarea tranzistorului a declanat o perioad n care calculatoarele, la nceput uriae, scumpe i dificil de utilizat, au nceput s evolueze n sensul miniaturizrii, al reducerii costurilor de producie i utilizare i al simplificrii programrii; n paralel cu unitile de efectuare a calculelor matematice, s-au dezvoltat i noi tehnologii pentru stocarea datelor. Calculatoarele cu circuite semiconductoare din a doua generaie au fost urmate de calculatoarele din a treia generaie (cu circuite logice integrate) i din a patra generaie (cu microprocesor integrat). Ulterior, mai multe calculatoare din centre universitare i de cercetare au fost interconectate ntr-o reea care s-a dezvoltat apoi ntr-un Internet global. La nceputul secolului al XXI-lea, calculatoarele sunt omniprezente, de la telefoane mobile pn la sonde spaiale.

Cuprins [ascunde]

1 nainte de mainile de calcul 2 Primele aparate de calcul 3 Tehnologia cartelelor perforate 4 Anii 19301960: calculatoarele de birou 5 Calculatoare analogice avansate 6 Calculul digital

o o o

6.1 Zuse 6.2 Colossus 6.3 Progresele din SUA

6.3.1 ENIAC

7 Maini von Neumann din prima generaie 8 Calculatoare comerciale 9 A doua generaie: calculatoarele cu tranzistoare 10 A treia i a patra generaie 11 Note 12 Bibliografie 13 Legturi externe

[modificare]nainte de mainile de calcul La nceput, calculele dificile sau complexe erau efectuate de oameni al cror unic rol era acesta. Aceti calculatori se ocupau de regul de efectuarea calculelor unei expresii matematice, de exemplu pentru efemeride n astronomie, pentru navigaie sau pentru tabelele de tragere n artilerie. Calculele acelor vremuri erau foarte specializate i costisitoare i necesitau ani de pregtire matematic. [modificare]Primele aparate de calcul De mii de ani s-a apelat la diverse invenii, pentru a face calculele mai simple, ncepnd prin corespondena unu-launu cu degetele.[1][2]

Primul dispozitiv a fost probabil sub forma beelor de numrat. Alte dispozitive pentru

nregistrarea numerelor folosite n Cornul Abundeneierau formele de lut, care reprezentau numrul unor lucruri, probabil animale sau produse agricole, inute n vase.[3]

Abacul era folosit pentru calcule aritmetice nc din 2400 .e.n.

Mai multe variante de calculatoare analogice au fost construite n antichitate i n evul mediu pentrua efectuarea de calcule astronomice. Printre acestea se numr mecanismul Antikythera i astrolabul din Grecia antic (c. 150100 .e.n.), acestea fiind considerate primele calculatoare analogice mecanice.[4]

Alte versiuni vechi de aparate mecanice

utilizate pentru calcule au fost planisfera i inveniile lui Ab Rayhn al-Brn (c. 1000 e.n.); equatoriumul i astrolabul universal, independent de latitudine al lui Ab Ishq Ibrhm al-Zarql (c. 1015 e.n.); calculatoarele analogice astronomice ale altor astronomi i ingineri din lumea arab medieval; i turnul cu ceasul astronomic al lui Su Song (c. 1090 e.n.) din timpul dinastiei Song. Ceasul din castel, un ceas astronomic inventat de Al-Jazari n 1206, este considerat a fi primul calculator analogic programabil.[5]

El afiazodiacul, orbitele Lunii i Soarelui, un arttor n form de semilun ce se deplasa de-a lungul[6][7]

unei pori determinnd deschiderea automat a uilor la fiecare or,

i cinci cntrei sculptai care cntau cnd

erau lovii cu o prghie declanat de un arbore cu came ataat unei roi cu ap. Durata zilei i a nopii putea fi reprogramat n fiecare zi pentru a trata schimbarea duratei zilei i nopii de-a lungul anului.[5]

Suanpan (numrul reprezentat pe acest abac este 6.302.715.408) Matematicianul i fizicianul scoian John Napier a notat c nmulirea i mprirea numerelor se pot efectua prin adugarea, respectiv prin scderea logaritmilor acestor numere. La generarea primelor tabele de logaritmi, Napier a avut nevoie s efectueze multe nmuliri i n acest punct a proiectatoasele lui Napier, un dispozitiv similar abacului, utilizat pentru nmulire i mprire.[8]

ntructnumerele reale pot fi reprezentate ca distane sau intervale pe o

dreapt, n anii 1620 a fost inventatrigla de calcul, pentru a mri semnificativ viteza de efectuare a operaiilor de nmulire i mprire. Riglele de calcul au fost utilizate de generaii ntregi de ingineri i de profesioniti n domeniile tiinelor exacte, pn la inventarea calculatorului de buzunar. Inginerii ce lucrau la programul Apollo, proiectul de a trimite oameni pe lun, au efectuat multe din calculele lor cu ajutorul riglelor de calcul, care aveau o precizie de trei sau patru cifre semnificative.[10] [9]

Aritmometru Yazu. Patentat n Japonia n 1903. Se observ manivela cu care se nvrt roile calculatorului. Omul de tiin german Wilhelm Schickard a construit primul calculator numeric mecanic n 1623.[11]

ntruct

calculatorul su folosea tehnici cum ar fi roile dinate, dezvoltate iniial pentru ceasuri, acest calculator a fost denumit ceas calculator. A fost utilizat de prietenul lui Schickard, Johannes Kepler, care a revoluionat astronomia, formulnd legile micrii planetelor. La muzeul Zwinger se pstreaz un calculator original al lui Pascal (1640). Au urmat mainile lui Blaise Pascal (Pascaline, 1642) i Gottfried Wilhelm von Leibniz (1671). Leibniz a spus odat c este nedemn de un om excelent s iroseasc ceasuri ntregi trudind ca un sclav efectund calcule pe care le-ar putea linitit lsa n seama altora dac s-ar folosi maini[12]

Pe la 1820, Charles Xavier Thomas a creat primul calculator mecanic produs n serie, aritmometrul Thomas, care putea efectua adunri, scderi, nmuliri i mpriri.[13]

Calculatoarele mecanice, ca Addiator (zecimal), comptometrul,

calculatoarele Monroe, Curta i Addo-X au continuat s fie folosite pn n anii 1970. Leibniz a fost cel care a descris sistemul de numeraie binar,[14]

principiu central al tuturor calculatoarelor moderne. Pn n anii 1940, multe proiecte

ulterioare (inclusiv mainile lui Charles Babbage din anii 1800 i chiar ENIAC din 1945) s-au bazat pe sistemul zecimal; numrtoarele ENIAC emulau operarea roilor cu cifre ale unei maini mecanice de adunat. n Japonia, Ryoichi Yazu a patentat un calculator mecanic denumit aritmometru Yazu n 1903. Acesta consta dintr-un singur cilindru i 22 de roi dinate, i folosea sistemele mixte n baz 2 i 5, bine cunoscute de utilizatorii sorobanului (abacul japonez). Transportul i sfritul calculului se determinau automat.[15]

Acesta s-a

vndut n peste 200 de exemplare, mai ales ctre ageniile guvernamentale cum ar fi Ministerul de Rzoi i staiilor experimentale agricole. Yazu a investit profitul ntr-o fabric ce urma s produc primul avion cu elice din Japonia, dar proiectul a fost abandonat dup ce Yazu a murit la 31 de ani. [modificare]Tehnologia cartelelor perforate[16][17]

Sistem cu cartele perforate al unei maini muzicale nc din 1725, Basile Bouchon a folosit o bucl de hrtie perforat ntr-un rzboi de esut pentru a stabili ablonul reprodus pe materialele textile, iar n 1726 colaboratorul su Jean-Baptiste Falcon a mbuntit proiectul acestuia, utiliznd cartele de hrtie perforate prinse una de alta pentru eficien n adaptarea i modificarea programului. Rzboiul de esut Bouchon-Falcon era semiautomat i necesita introducerea manual a programului. n 1801, Joseph-Marie Jacquard a dezvoltat un rzboi n care ablonul de esut era controlat de cartele perforate. Seria de cartele putea fi schimbat fr schimbarea designului mecanic al rzboiului. n 1833, Charles Babbage a trecut de la maina diferenial la dezvoltarea unui model mai complet, motorul analitic, care se baza direct pe cartelele perforate ale lui Jacquard pentru programare.[18]

n 1835, Babbage i-a

descris motorul analitic. Acesta era schia unui calculator generic programabil, care primea intrarea pe cartele perforate i era alimentat cu ajutorul unuimotor cu aburi. O invenie important au reprezentat-o roile dinate, ca nlocuitor al mrgelelor de la un abac. Ideea iniial a fost cea de a utiliza cartelele perforate pentru a controla o main care s calculeze i s tipreasc tabele logaritmice cu o precizie foarte mare. Dei proiectul lui Babbage pentru motorul su analitic era unul riguros i planurile erau probabil corecte, sau cel puin perfectibile, dezvoltarea a fost ncetinit din mai multe motive. Babbage era o personalitate dificil i intra n conflict cu oricine nu-i respecta ideile. Toate componentele mainii analitice ar fi trebuit realizate manual. Toate micile erori de la fiecare pies, cumulate, duceau la mari discrepane la o main cu mii de componente, complexitate ce impunea toleran mult mai mic dect se practica la acea vreme. Proiectul s-a destrmat n dispute cu productorii de piese i s-a ncheiat fr succes dup epuizarea fondurilor guvenamentale.

Maina tabulatoare IBM 407 (1961). Se obserc patch-panelul, n partea dreapt. Deasupra lui se afl un rnd de comutatoare.

O replic a motorului diferenial II, un proiect anterior i mai limitat, este operaional din 1991 laLondon Science Museum. Cu cteva modificri triviale, el funcioneaz aa cum l-a proiectat Babbage i arat c acesta avea dreptate n teorie. Muzeul a utilizat maini-unelte operate de calculator pentru a construi componentele necesare, respectnd tolerane pe care un mainist al secolului al XIX-lea nu ar fi putut s le obin. Nereuita lui Babbage poate fi atribuit dificultilor legate nu doar de finane i de politic, ci i de dorina lui permanent de a aduga noi i noi caracteristici n proiect. Pe urmele lui Babbage, dei fr cunotin de munca acestuia, a clcatPercy Ludgate, un contabil din Dublin, Irlanda. El a proiectat separat un calculator mecanic programabil, pe care l-a descris ntr-o lucrare publicat n 1909. Spre sfritul anilor 1880, Herman Hollerith a inventat o tehnic de nregistrare a datelor pe un mediu de pe care s fie ulterior citite de o main. Anterior, maini care citesc medii de stocare fuseser folosite pentru diferite automate, rzboaie de esut sau maini muzicale, dar nu pentru date.[19]

Hollerith a ajuns s foloseasc cartele peforate dup ce

a observat cum nregistreaz conductorii de tren caracteristicile personale ale fiecrui pasager pe biletele acestora. Pentru prelucrarea acestor cartele perforate, cunoscute drept cartele Hollerith, el a inventat tabulatorul i maina perforatoare. Aceste trei invenii au format vazele industriei moderne de prelucrarea informaiei. Mainile lui foloseau relee mecanice (i solenoizi) pentru incrementarea numrtoarelor mecanice. Metoda lui Hollerith a fost utilizat cu ocazia recensmntului din 1890 din Statele Unite, iar rezultatele finale au fost ... definitivate cu mai multe luni nainte de termen, cu costuri mult mai mici dect cele estimate.[20]

Compania lui Hollerith a stat la

baza IBM. IBM a transformat tehnologia de perforare a cartelelor ntr-o unealt puternic pentru prelucrarea de date i a produs o linie extins de unit record equipment. Pn la 1950, cartelele IBM erau omniprezente n industrie i n instituiile publice. Pe majoritatea cartelelor ce trebuia s circule ca documente era scris avertismentul Do not fold, spindle or mutilate, (Nu mpturii, nu nepai i nu mutilai), care a devenit un motto al perioadei de dup al doilea rzboi mondial.[21]

Cartel perforat cu alfabetul extins

Articolele lui Leslie Comrie despre metodele cu cartele perforate i articolul Punched Card Methods in Scientific Computation de W.J. Eckert din 1940, descriau tehnici suficient de avansate pentru a rezolva i ecuaii difereniale[22]

sau pentru a efectua nmuliri i mpriri cu reprezentri n virgul mobil, toate pe cartele perforate.

Programarea calculatoarelor n era cartelelor perforate avea ca element principal centrele de calcul. Utilizatorii, de exemplu, studeni la facultile tehnice i tiinifice, i depuneau temele la centrul de calcul sub form de cartele perforate, fiecare cartel reprezentnd o linie de cod. Dup aceea, ei trebuia s atepte rndul programului lor s fie prelucrat, compilat i executat. Dup un timp, rezultatele tiprite, marcate cu datele de identificare ale autorului, se depuneau la un ghieu al centrului de calcul. n multe cazuri, aceste rezultate erau compuse doar dintr-un mesaj de eroare, privind sintaxa limbajului etc., oblignd autorul s efectueze un nou ciclu de editare-compilarerulare.[23]

Cartele perforate se mai utilizeaz nc, iar dimensiunile lor distinctive (Hollerith a gndit dimensiunea

cartelelor perforate pentru ca ele s ncap n cutiile metalice n care se ineau bancnote de un dolar din acea perioad, mai mari dect cele de astzi) mai pot fi recunoscute n formulare, date vechi i n programe din toat lumea. [modificare]Anii 19301960: calculatoarele de birou

Calculatorul Curta, care putea efectua nmuliri i mpriri Pn n secolul al XX-lea, calculatoarele mecanice, casele de marcat, mainile contabile, au fost reproiectate n sensul utilizrii motoarelor electrice, poziia roilor dinate reprezentnd starea unei variabile. n preajma anilor 1920, interesul lui Lewis Fry Richardson pentru prognozarea vremii l-a fcut s propun utilizarea analizei numerice de ctre calculatori pentru modelarea fenomenelor meteorologice; la nceputul secolului al XXI-lea, sunt necesare cele mai puternice calculatoare de pe Pmnt pentru o modelare adecvat a atmosferei cu ajutorul ecuaiilor NavierStokes.[24]

ncepnd cu anii 1930, mai multe companii, precum Friden, Marchant Calculator i Monroe au realizat

calculatoare de birou capabile s efectueze adunri, scderi, nmuliri i mpriri. n timpul proiectului Manhattan, viitorul laureat al premiului Nobel Richard Feynman a supervizat o echip de matematicieni calculatori, printre care multe femei, care nelegeau ecuaiile difereniale ce trebuiau rezolvate. Chiar i renumitul Stanisaw Ulam a fost forat munceasc la transformarea formulelor matematice n aproximaii calculabile pentru bomba cu hidrogen,[25]

dup rzboi.

n 1948, a fost introdus Curta, un calculator mecanic mic, portabil de dimensiunea unei rnie de piper. n anii 1950 i 1960 au aprut pe pia mai multe mrci de maini de calcul. Primul calculator de birou electronic a fost calculatorul de fabricaie britanic ANITA Mk.VII, care utiliza un afiaj cu tuburi Nixie i 177 de tiratroane miniaturizate. n iunie 1963, Friden a introdus maina EC-130 cu patru funcii. Aceasta costa 2200 de dolari i fusese proiectat folosind numai tranzistoare, avea o capacitate de 13 digii i un afiaj CRT de 130 mm, i a introdus forma polonez invers. Modelul ulterior EC-132 a adugat funcionalitatea de calcul a rdcinii ptrate i cea a inversrii funciilor. n 1965,Laboratoarele Wang au produs LOCI-2, un calculator de birou cu 10 digii care utiliza un afiaj cu tuburi Nixie i putea calcula logaritmi. [modificare]Calculatoare analogice avansate

Analizorul diferenial Cambridge, 1938 naintea celui de-al doilea rzboi mondial, calculatoarele analogice mecanice i electrice erau considerate state of the art. Calculatoarele analogice profit de similitudinile dintre matematica proprietilor microscopicepoziia i micarea roilor sau potenialul i curentul electrici matematica altor fenomene fizice,[26]

de exemplu, traiectoriile

balistice, ineria, rezonana, transferul de energie, impulsul. Ele modeleaz fenomene fizice cu ajutorul tensiunilor electrice i al curenilor electrici drept cantiti analogice. n esen, aceste sisteme analogice funcioneaz prin crearea unor circuite electrice corespondente ale altor sisteme, ceea ce permite utilizatorilor s prezic comportamentul acelor sisteme de interes prin observarea corespondentelor lor analogice.[27]

Cea mai util dintre aceste analogii a fost modul n care comportamentul la scar

microscopic se poate reprezenta prin ecuaii difereniale i integrale, i ar putea fi astfel utilizat pentru a rezolva acele ecuaii. Un exemplu de astfel de main, care folosea apa drept cantitate analogic, a fost integratorul cu

ap construit n 1928; un exemplu electric l constituie maina Mallock, construit n 1941. Un planimetru este un dispozitiv ce calculeaz integrale, folosind distana drept cantitate analogic. Pn n anii 1980, sistemele HVAC au utilizat aer att drept cantitate analogic, ct i ca element de control. Spre deosebire de calculatoarele numerice moderne, calculatoarele analogice nu sunt foarte flexibile, i trebuie reconfigurate (reprogramate) manual pentru a le trece de la rezolvarea unei probleme la alta. Calculatoarele analogice aveau, fa de primele calculatoare numerice, avantajul c puteau fi utilizate pentru a rezolva probleme complexe folosind analogii comportamentale, pe cnd primele tentative pe calculatoarele numerice au fost foarte limitate.

Diagrama Smith, o celebr nomogram. Deoarece calculatoarele erau ceva rar n acea perioad, soluiile erau adesea hardcodate n forme de hrtie cum ar fi nomogramele,[28]

care puteau produce soluii analoage ale acestor probleme, cum ar fi distribuia presiunilor si

temperaturilor ntr-un sistem de nclzire. Unele dintre cele mai larg utilizate calculatoare analogice conineau dispozitive pentru intire, cum ar fi sistemul de ghidare a bombardamentelor Norden tragerilor.[30] [29]

i sistemele de control al

Unele au continuat s fie folosite zeci de ani dup al doilea rzboi mondial; calculatorul de control al

tragerilor Mark I a fost folosit de marina Statelor Unite pe mai multe nave de la distrugtoare la cuirasate. Printre alte calculatoare analogice s-a numrat Heathkit EC-1, i calculatorul hidraulic MONIAC, folosit pentru modelarea fluxurilor econometrice.[31]

tiina calculatoarelor analogice a atins apogeul cu analizorul diferenial,

[32]

inventat n 1876 de ctre James

Thomson i construit de H. W. Nieman i Vannevar Bush la MIT ncepnd cu 1927. S-au fabricat doar cteva astfel de dispozitive; cel mai puternic dintre ele a fost construit la coala Moore de Inginerie Electric de la Universitatea Pennsylvania, unde s-a construit ulterior i ENIAC. Calculatoarele electronice numerice, cum ar fi ENIAC au reprezentat sfritul majoritii mainilor analogice de calcul, dei s-a continuat s se mai foloseasc n aplicaii specializate unele calculatoare analogice hibride, controlate de electronic digital, de-a lungul anilor 1950 i 1960.

[modificare]Calculul digital

Program scris pe cartele perforate. De regul, programele erau mult mai lungi dect acest fragment. Era modern a mainilor de calcul a nceput cu o frenezie a dezvoltrii n perioada dinainte de i dup al doilea rzboi mondial, cnd componentele electronice (la acea vreme, relee, rezistoare,condensatoare, bobine, i tuburi electronice) au nlocuit echivalentele lor mecanice, i calculul digital a nlocuit calculul analogic. Maini cum ar fi Z3, calculatorul AtanasoffBerry, calculatoarele Colossus i ENIAC au fost construite manual cu ajutorul circuitelor ce conineau relee sau tuburi electronice, i adesea foloseau cartelele sau benzile perforate ca dispozitiv de intrare i ca mediu de stocare. n aceast perioad, s-au produs mai multe maini cu capabiliti din ce n ce mai vaste. La nceput, nu exista nimic care s semene mcar cu un calculator modern, n afara planurilor pierdute ale lui Charles Babbage i n afara ideilor teoretice ale lui Alan Turing. La sfritul acestei perioade, s-au construit dispozitive cum ar fi calculatoarele Colossus i EDSAC, unele din primele calculatoare electronice numerice, dar niciun moment nu este unanim considerat a fi momentul naterii calculatoarelor numerice. Lucrarea lui Alan Turing din 1936[33]

s-a dovedit extrem de influent n domeniile informaticii i tiinei calculatoarelor.

Scopul principal a fost cel de a demonstra c exist probleme (i anume problema opririi) care nu pot fi rezolvate de niciun proces secvenial. Prin aceasta, Turing a dat o definiie a calculatorului universal care execut un program stocat pe o band. Aceast construcie a ajuns s fie denumit maina Turing; ea a nlocuit limbajul universal, mult mai complex i bazat pe aritmetic, al lui Kurt Gdel. n afara limitarilor impuse de spaiul finit de stocare, calculatoarele moderne sunt denumite Turing-complete, adic au o capabilitate de a executa algoritmi echivalent cu cea a mainii Turing universale.

Band magnetic cu nou piste Pentru ca o main de calcul s fie un calculator universal, trebuie s existe un mecanism convenabilde citire-scriere, cum ar fi banda perforat. Cunoscnd modelul teoretic al mainii universale de calcul a lui Alan Turing, John von Neumann a definit o arhitectur ce utilizeaz aceeai memorie att pentru stocarea programelor ct i a datelor: practic toate calculatoarele moderne utilizeaz aceast arhitectur (sau una derivat din ea). Dei, din punct de vedere teoretic, dup cum a artat i proiectul lui Babbage, se poate implementa un calculator complet mecanic, electronica a fcut posibil viteza i gradul de miniaturizare ce caracterizeaz calculatoarele moderne. n perioada celui de-al doilea rzboi mondial, au existat trei fluxuri paralele de dezvoltare a tehnologiei calculatoarelor, din care unul a fost complet ignorat, iar al doilea a fost inut secret n mod deliberat. Cel ignorat a fost reprezentat de munca germanului Konrad Zuse. Cel de-al doilea a fost dezvoltarea secret a calculatoarelor Colossus n Regatul Unit. Niciuna dintre acestea nu a avut o influen deosebit asupra diverselor proiecte similare din Statele Unite. Al treilea flux de dezvoltare a fost i cel mai mediatizat, i a fost reprezenta de mainile ENIAC i EDVAC ale lui Eckert i Mauchly.[34][35]

n timp ce lucra la Laboratoarele Bell n noiembrie 1937, George Stibitz a inventat i a construit un calculator cu relee, denumit Model K (de la kitchen tablemas de buctrie, pe care a efectuat asamblarea), care a fost primul care a efectuat calcule n form binar. [modificare]Zuse[36]

Replic a calculatorului Z1 al lui Zuse.

Izolat, n Germania, Konrad Zuse a demarat n 1936 construcia primului calculator din seria Z, calculatoare cu memorie i programabile (iniial, programabilitatea era foarte restrns). CalculatorulZ1, pur mecanic, dar care lucra n binar, a fost finalizat n 1938 i nu a funcionat niciodat corect din cauza unor probleme n ce privete precizia unor piese. Maina ulterioar a lui Zuse, Z3,[37]

a fost terminat n 1941. Ea se baza pe relee telefonice i nici ea nu funciona

satisfctor. Totui, structura lui era ntructva similar mainilor moderne, putnd efectua i operaii n virgul mobil. nlocuirea sistemului zecimal folosit anterior de Babbage, i dificil de implementat cu sistemul binar a avut ca efect simplificarea construciei mainii i creterea fiabilitii n condiiile tehnologiilor disponibile la acea dat. Programele erau introduse n calculatorul Z3 pe filme perforate. Saltul condiionat lipsea, dar n anii 1990 s-a demonstrat teoretic c Z3 era totui o implementare de main Turing. Prin dou cereri de patentare, n 1936, Konrad Zuse a anticipat i c instruciunile mainii vor putea fi stocate n acelai spaiu cu datele amnunt-cheie n ceea ce ulterior a devenit arhitectura von Neumann care a fost implementat pentru prima oar n maina britanic EDSAC (1949). Zuse a susinut i c a proiectat primul limbaj de programare de nivel nalt, (Plankalkl), n 1945 (publicat n 1948) dei acesta a fost implementat pentru prima oar n 2000 de o echip condus de Ral Rojas de la Universitatea Liber Berlin la cinci ani dup moartea lui Zuse. Zuse a ntmpinat dificulti n timpul celui de-al doilea rzboi mondial, cnd unele dintre mainile sale au fost distruse de campaniile de bombardamente ale Aliailor. Munca sa a fost mult vreme necunoscut de inginerii din Regatul Unit i din SUA, dei IBM avea informaii despre ea, i a finanat compania lui Zuse n 1946, n schimbul unei opiuni pentru patentele obinute de acesta. [modificare]Colossus

Colossus a fost utilizat pentru a sparge cifrurile germane n timpul celui de-al doilea rzboi mondial. n timpul celui de-al doilea rzboi mondial, la Bletchley Park (la 64 km nord de Londra) britanicii au repurtat mai multe succese n descifrarea comunicaiilor militare criptate ale Germaniei. Maina german de criptare, Enigma, a fost atacat cu ajutorul unor maini electromecanice denumiteBombe. Mainile Bombe, proiectate de Alan Turing i Gordon Welchman, dup maina criptografic polonez Bomba a lui Marian Rejewski (1938) au nceput s fie utilizate n 1941.[38]

Acestea eliminau din setrile posibile ale mainii Enigma efectund serii de deducii logice

implementate electric. Majoritatea posibilitilor conduceau la contradicii, iar cele puine care mai rmneau puteau fi verificate manual. Germanii au dezvoltat i alte sisteme de criptare diferite de Enigma. Maina Lorenz SZ 40/42 a fost utilizat pentru comunicaii militare la nivel nalt, denumite de ctre britanici Tunny. Primele interceptri de mesaje Lorenz au avut loc n 1941. Ca parte dintr-un atac asupra cifrurilor Tunny, profesorul Max Newman i colegii si au ajutat la scrierea specificaiilor calculatorului Colossus.[39]

Colossus Mk I a fost construit ntre martie i decembrie 1943 de Tommy

Flowers i colegii si de la Post Office Research Station de la Dollis Hill din Londra i a fost livrat la Bletchley Park n ianuarie 1944. Colossus a fost prima main de calcul complet electronic. Ea utiliza un numr foarte mare de tuburi electronice. Primea datele de intrare pe band de hrtie i putea fi configurat s efectueze diferite operaii din logica boolean, nefiind ns Turing-complet. S-au construit nou exemplare de Colossus Mk II i singurul exemplar de Mk I a fost mbuntit i transformat i el ntr-un Mk II. Detaliile despre existena, proiectarea, i utilizarea lor au fost pstrate secret pn n anii 1970. Winston Churchill personal a ordonat ca ele s fie dezmembrate n componente nu mai mari dect mna unui om. Din cauza acestor constrngeri, calculatoarele Colossus nu au aprut n multe istorii ale calculatoarelor. O copie reconstruit a unei maini Colossus este expus la Bletchley Park. [modificare]Progresele din SUA n 1937, Claude Shannon a artat c exist o coresponden unu-la-unu ntre conceptele logicii booleene i anumite circuite electrice, care astzi poart numele de pori logice, i sunt omniprezente n calculatoarele numerice. lucrarea sa de masterat[41] [40]

n

de la MIT, pentru prima dat n istorie, Shannon a artat c releele i comutatoarele

electronice pot calcula expresii de algebr boolean. Intituat A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits (O analiz simbolic a releelor i circuitelor de comutaie), teza lui Shannon a pus bazele proiectrii practice a circuitelor numerice. George Stibitz a realizat un calculator pe baz de relee, denumit de el Model K pentru Laboratoarele Bell n noiembrie 1937. Laboratoarele Bell au autorizat un program complet de cercetare condus de Stibitz spre sfritul lui 1938. Proiectul Complex Number Calculator,[42]

terminat la 8 ianuarie 1940, putea face calcule cu numere

complexe. ntr-o demonstraie la conferina American Mathematical Society de la Dartmouth College n ziua de 11 septembrie 1940, Stibitz a reuit s trimit comenzi la distan mainii Complex Number Calculator prin liniile telefonice cu ajutorul unui teletype. A fost prima main de calcul folosit vreodat la distan. Printre participanii la conferin care au fost de fa la demonstraie s-au numrat John von Neumann, John Mauchly i Norbert Wiener, care au scris despre aceasta n memoriile lor.

Replic a calculatorului Atanasoff-Berry la etajul 1 din Durham Center,Iowa State University n 1939, John Vincent Atanasoff i Clifford E. Berry de la Iowa State University au dezvoltat Calculatorul Atanasoff Berry (AtanasoffBerry Computer, ABC),[43]

Proiectul a folosit peste 300 de tuburi electronice cu vid i folosea

condensatoare fixate ntr-un tambur mecanic rotativ pe post de memorie. Dei maina ABC nu era programabil, a fost prima care a avut un sumator cu tuburi electronice. ABC a rmas un proiect uitat pn cnd a devenit motivul procesului Honeywell v. Sperry Rand, care a invalidat patentul ENIAC (i cteva altele), printre altele, pentru c lucrrile lui Atanasoff l-au precedat. n 1939, a nceput, n laboratoarele Endicott de la IBM, dezvoltarea mainii Harvard Mark I. Cunoscut oficial sub numele de Automatic Sequence Controlled Calculator (Calculator Controlat cu Secven Automat),[44]

Mark I a fost

un calculator electromecanic construit cu finanare de la IBM i cu asisten din partea personalului IBM, sub conducerea matematicianului Howard Aiken de la Harvard. Proiectul su a fost influenat de maina analitic a lui Babbage, folosea aritmetic n baza 10 i avea roi de stocare i comutatoare rotitoare n plus fa de releele electromagnetice. Se putea programa cu o band de hrtie perforat, i coninea mai multe uniti de calcul ce lucrau n paralel. Versiunile ulterioare conineau mai mult ecititoare de band perforat, iar maina putea comuta ntre dispozitivele de intrare pe baza unei condiii. Cu toate acestea, maina nu era chiar Turing-complet. Mark I a fost mutat la Universitatea Harvard i a nceput s funcioneze n mai 1944. [modificare]ENIAC

ENIAC calcula traiectorii balistice i consuma energie cu o putere de 160 kW.

ENIAC (Electronic Numerical Integrator and ComputerCalculator i Integrator Electronic Numeric), construit n SUA, a fost primul calculator electronic generic. El combina, pentru prima dat, viteza mare a componentelor electronice cu posibilitatea programrii pentru probleme mai complexe. Putea efectua 5000 de operaii de adunare i scdere pe secund, fiind de o mie de ori mai rapid dect alte maini care efectuau aceste operaii. Avea i module pentru nmulire, mprire i rdcin ptrat. Memoria de mare vitez era limitat la 20 de cuvinte (aproximativ 80 de octei.) Construit sub conducerea lui John Mauchly i J. Presper Eckert la Universitatea Pennsylvania, dezvoltarea i construcia lui ENIAC au durat din 1943 pn la sfritul lui 1945. Maina era uria, cntrea 30 de tone, i coninea peste 18.000 de tuburi. Una dintre marile realizri inginereti ale mainii era minimizarea arderii tuburilor, problem comun la acea vreme. Maina a fost utilizat aproape permanent de-a lungul urmtorilor zece ani. ENIAC era n mod clar un dispozitiv Turing-complet. Putea calcula orice problem care putea ncpea n memorie. Un program de pe ENIAC, ns, era definit prin conexiunile cablurilor i prin comutatoare sale, fiind foarte departe de mainile electronice cu program stocat care au evoluat din el. Odat scris un program, el trebuia s fie introdus manual. [modificare]Maini von Neumann din prima generaie

Imagine conceptual a arhitecturii von Neumann (1947) Chiar nainte de finalizarea lui ENIAC, Eckert i Mauchly au recunscut limitrile acestuia i au demarat proiectul unui calculator cu program stocat, EDVAC. John von Neumann este autorul unui raport care descria proiectul EDVAC n care att programul ct i datele de lucru aveau s fie stocate ntr-un singur spaiu unificat. Acest proiect simplu, denumit arhitectura von Neumann, avea s constituie baza dezvoltrii tuturor succesoarelor lui ENIAC din toat lumea.[45]

n cadrul acestei generaii, spaiul temporar de stocare consta din linii cu ntrziere, care foloseau timpul de

propagare a sunetului printr-un mediu, cum ar fi mercurul lichid (sau un cablu) pentru a stoca datele temporar. O serie de impulsuri acustice sunt trimise de-a lungul unui tub; dup un timp, cnd impulsul ajunge la captul tubului, circuitele electronice detectau dac acel impuls reprezint un 1 sau un 0 i determinau oscilatorul s-l retransmit. Alte maini foloseau tuburi Williams, care se bazau pe proprietatea unui tub catodic de a stoca i accesa date. Pn

n 1954, memoriile cu ferite

[46]

ncepuser s nlocuiasc alte forme de mecanisme de stocare temporar, i au

dominat acest domeniu pn spre jumtatea anilor 1970.

Memorie cu ferite. Fiecare miez magnetic reprezint un bit. EDVAC a fost primul calculator cu program stocat care a fost proiectat, dar nu a fost primul care a funcionat. Eckert i Mauchly au prsit proiectul, iar construcia acestuia a ntrziat. Prima main von Neumann funcional a fost Manchester Baby sau Small-Scale Experimental Machine, dezvoltat de Frederic C. Williams i Tom Kilburn laUniversitatea Manchester n 1948;[47]

Ea a fost urmat n 1949 de calculatorul Manchester Mark 1, un sistem[48]

complet, cu tuburi Williams i memorie cu tambur magnetic, i care a introdusregistrele index.

Alt pretendent la titlul

de primul calculator numeric cu program stocat a fostEDSAC, proiectat i construit la Universitatea Cambridge. Pus n funciune la mai puin de un dup Manchester Baby, EDSAC era inspirat din planurile lui EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer), succesorul lui ENIAC; aceste planuri erau deja ntocmite n momentul cnd a fost realizat ENIAC. Spre deosebire de ENIAC, care folosea prelucrarea paralel, EDVAC utiliza o singura unitate de prelucrare. Acest design era mai simplu i a fost primul implementat n fiecare etap de miniaturizare care a urmat. Maina Universitii din Manchester University a devenit prototipul pentru Ferranti Mark I. Prima main Ferranti Mark I a fost livrat Universitii n luna februarie 1951 i, ntre 1951 i 1957 s-au mai vndut nc cel puin nou. Primul calculator programabil universal din URSS a fost creat de o echip de oameni de tiin sub conducerea lui Serghei Alexeievici Lebedev de la Institutul de Electrotehnologie Kiev. Calculatorul, denumit MESM (, Mic Main Electronic de Calcul) a devenit operaional n 1950. El avea aproximativ 6000 de tuburi electronice i un consum de 25 kW. Putea efectua aproximativ 3000 de operaii pe secund. Printre primele calculatoare s-a numrat i CSIRAC, un proiect australian care i-a rulat primul program de test n 1949. CSIRAC este cel mai vechi calculator care nc mai funcioneaz i a fost primul care a fost utilizat pentru ascultarea de muzic n format digital.[49]

n octombrie 1947, directorii J. Lyons & Company, o companie britanic de catering celebr pentru cafenelele sale i interesat n tehnicile noi de gestiune, a decis s se implice activ n promovarea dezvoltrii comerciale a calculatoarelor. Pn n 1951, calculatorul LEO I era operaional i a rulat primul job de rutin al unui calculator comercial. La 17 noiembrie 1951, compania J. Lyons a demarat rularea sptmnal a unei operaiuni de evaluri

financiare pe piaa produselor de brutrie pe LEO (Lyons Electronic Office). Aceasta a fost prima aplicaie comercial funcional bazat pe un calculator cu program stocat.[50]

Caracteristicile de baza ale unora dintre primele calculatoare numerice din anii 1940 (n istoria mainilor de calcul)

Nume

Data punerii n funciune

Sistem de numeraie

Mecanism de calcul

Programare

Turing complet

Zuse Z3 (Germania)

mai 1941

Binar

Electromecanic

Programabil prin film perforat

Da(1998)

Calculatorul Atanasoff Berry (SUA)

1942

Binar

Electronic

Neprogramabil

Nu

Colossus Mark 1 (Regatul Unit)

februarie 1944

Binar

Electronic

Programabil cu cabluri i comutatoare

Nu

Harvard Mark I IBM ASCC(SUA)

mai 1944

Zecimal

Electromecanic

Programabil prin band perforat cu 24 de canale (fr instruciune de Nu ramificare)

Colossus Mark 2 (Regatul Unit)

iunie 1944

Binar

Electronic

Programabil cu cabluri i comutatoare

Nu

ENIAC (SUA)

iulie 1946

Zecimal

Electronic

Programabil prin cabluri i comutatoare

Da

Manchester Small-Scale Experimental Machine(Regatul Unit)

iunie 1948

Binar

Electronic

Cu program stocat n memorie cu tuburi catodice Williams

Da

ENIAC modificat (SUA)

septembrie 1948

Zecimal

Electronic

Programabil prin cabluri i comutatoare, plus un mecanism de programare primitiv, cu memorie ROM n care erau inute tabele de funcii

Da

EDSAC (Regatul Unit)

mai 1949

Binar

Electronic

Program stocat n memorie bazat pe linii de ntrziere cu mercur

Da

Manchester Mark 1 (Regatul Unit)

octombrie 1949

Binar

Electronic

Program stocat n memorii cu tuburi catodice Williams i cu tambur Da magnetic

CSIRAC (Australia)

noiembrie 1949

Binar

Electronic

Program stocat n memorii bazate pe linii de ntrziere cu mercur

Da

[modificare]Calculatoare comerciale n iunie 1951, UNIVAC I (Universal Automatic Computer) a fost livrat Biroului de Recensminte al Statelor Unite. Remington Rand a vndut 46 de maini la preuri de peste 1 milion de dolari bucata. UNIVAC a fost astfel primul calculator produs n serie; toate predecesoarele sale fuseser unicate, sau n serii extrem de limitate. El utiliza 5200 de tuburi electronice i avea un consum de 125 kW. Folosea o memorie cu linii de ntrziere cu mercur capabil s stocheze 1000 de cuvinte de cte 11 cifre zecimale plus semn (lungime echivalent n binar cu 72 bii. O caracteristic esenial a sistemului UNIVAC a fost un nou tip de band magnetic metalic, i o unitate de band de mare vitez, pentru stocare pe mediu nevolatil. n 1952, IBM a anunat public maina electronic de prelucrare a datelor IBM 701, prima din seria IBM 700/7000 i primul calculator IBM mainframe. IBM 704, introdus n 1954, utiliza memorie cu ferite, care a devenit standard la mainile mari. Primul limbaj de programare generic de nivel nalt care a fost implementat vreodat, Fortran, era dezvoltat i la IBM pentru 704 n 19551956 i a fost lansat la nceputul lui 1957. n 1955 s-a format un grup de utilizatori voluntari pentru a face schimb de experien i de software pentru IBM 701; acest grup, care exist i n anii 2000, a fost un precursor al comunitilor open source.

Cablarea panoului frontal la IBM 650.

IBM a introdus n 1954 un calculator mai mic i mai ieftin care s-a dovedit foarte popular. IBM 650cntrea peste 900 kg, sursa de alimentare ataat cntarea aproximativ 1350 kg i cele dou pri stteau n dou dulapuri separate, de aproximativ metri. Costa 500.000 de dolari i putea fi nchiriat pentru 3500 de

dolari pe lun. Memoria sa cu tamburi putea stoca iniial doar 2000 de cuvinte de zece cifre, iar programarea sa era extrem de dificil i important pentru o utilizare eficient. Astfel de limitri de memorie aveau s domine programarea timp de zeci de ani dup aceea, pn cnd capabilitile hardware au evoluat i au permis un model de programare mai simplu. n 1955, Maurice Wilkes a inventat microprogramarea,[51]

care permite definirea unui set de instruciuni de baz ce[52]

poate fi extins prin unele programe denumite astzi firmware saumicrocod.

Acest concept a fost utilizat n

procesoarele i n unitile de virgul mobil alemainframe-urilor i ale altor calculatoare, cum ar fi cele din seria IBM 360.[53]

n 1956, IBM a vndut primul sistem de stocare pe disc magnetic, RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control). Acesta utiliza 50 de discuri metalice de 610 mm, cu 100 de piste pe fiecare fa. Acesta putea stoca 5 megaoctei de date i costa 10.000 de dolari pe megaoctet.[54]

La nivelul anului 2008, unitile de stocare pe suport

magnetic, sub form de hard diskuri, costau mai puin de o cincizecime de cent pe megaoctet. [modificare]A doua generaie: calculatoarele cu tranzistoare

Un tranzistor bipolar. n a doua jumtate a anilor 1950, tranzistoarele bipolare (TBIP)[55]

au nlocuit tuburile electronice. Utilizarea lor a dat

natere calculatoarelor de a doua generaie. Iniial, se credea c se vor produce i se vor utiliza foarte puine calculatoare la nivel mondial.[56]

Aceasta se datora dimensiunilor, costurilor, i priceperii necesare pentru a le folosi i

pentru a interpreta rezultatele. Tranzistoarele au redus masiv dimensiunea calculatoarelor, costul iniial i cel de operare. Tranzistoarele bipolare au fost inventate n 1947 i americanii John Bardeen,Walter Brattain i William Shockley au primit n 1956 Premiul Nobel pentru Fizic pentru aceast realizare. Dac prin jonciunea emitor-baz a unui tranzistor bipolar nu circul curent, atunci nu circul curent nici ntre colector i emitor (iar tranzistorul este blocat). Dac circul un curent suficient de mare prin jonciunea baz-emitor, trece curent i ntre emitor i colector (tranzistorul fiind saturat). Saturaia sau blocarea unui tranzistor reprezint cifrele binare 0 i 1.[57]

Prin comparaie cu

tuburile electronice, tranzistoarele prezint numeroase avantaje: au costuri de fabricaie mult mai mici i sunt mult

mai rapide, comutarea ntre strile de 1 i 0 consumnd un timp de ordinul micro- sau nanosecundelor. Volumul tranzistoarelor era de ordinul milimetrilor cubi, prin comparaie cu tuburile electronice de ordinul centimetrilor cubi. Temperatura mai joas de funcionare a tranzistoarelor le confer o fiabilitate mai mare, prin comparaie cu tuburile electronice. Calculatoarele cu tranzistoare puteau acum s fie dotate cu zeci de mii de circuite logice binare ntr-un spaiu relativ compact. Calculatoarele de a doua generaie erau compuse dintr-un mare numr de plci cu cablaje imprimate, cum ar fi IBM Standard Modular System[58]

fiecare cu 14 pori logice sau bistabili. Un calculator din a doua generaie, IBM 1401, a

reuit s ctige aproape o treime din piaa mondial de tehnic de calcul. IBM a instalat peste o sut de mii de 1401 ntre 1960 i 1964.

Dispozitiv DASD RAMAC restaurat laComputer History Museum. Electronica cu tranzistoare a dus la mbuntirea nu doar a procesoarelor, ci i a dispozitivelor periferice. IBM 350 RAMAC a fost introdus n 1956 i a fost primul hard-disk din lume. Unitile de stocare pe disc magnetic din a doua generaie de calculatoare puteau stoca zeci de milioane de litere i cifre. La procesor se puteau conecta mai multe periferice, capacitatea total de memorare crescnd la ordinul sutelor de milioane de caractere. Pe lng unitile fixe de stocare, conectate la procesor prin legturi de mare vitez, au aprut i uniti de disc deconectabil. Astfel, o stiv de discuri se putea nlocui n cteva secunde cu o alta. Dei capacitatea unui disc deconectabil este mai mic dect cea a unui disc fix, interanjabilitatea lor garanteaz disponibilitatea unei cantiti cvasinelimitate de date. Pe de alt parte, banda magnetic a continuat s furnizeze capabiliti de arhivare a datelor cu costuri mai reduse dect discurile. Mai multe procesoare din a doua generaie delegau comunicaiile periferice unui procesor secundar. Astfel, n timp ce procesorul de comunicaie controla, de exemplu citirea i perforarea de cartele, procesorul principal executa calcule i instruciuni de ramificaie. O magistral de date ducea datele de la procesorul principal i memoria principal cu viteza ciclului de fetch-execute a procesorului, iar celelalte magistrale de date deserveau dispozitivele periferice. Pe PDP-1, ciclul memoriei era de 5 microsecunde; astfel, majoritatea instruciunilor aritmetice durau 10

microsecunde (100.000 de operaii pe secund) deoarece majoritatea operaiilor durau cel puin dou cicluri de memorie: unul pentru aducerea instruciunii, cellalt pentru aducerea operanzilor. n timpul celei de-a doua generaii, au nceput s fie folosite din ce n ce mai mult terminalele la distan, adesea sub form de mainiteletype. Conexiunile telefonice furnizau vitez suficient pentru primele terminale la distan i permiteau o separare ntre centrul de calcul i staiile de lucru de sute de kilometri. [modificare]A treia i a patra generaie

Microcontrollerul integrat pe opt bii Intel 8742. Explozia gradului de utilizare a calculatoarelor a nceput cu cele din a treia generaie. Acestea se bazau pe invenia circuitului integrat de ctre Jack St. Clair Kilby condus mai trziu la inventarea microprocesorului,[61] [59]

i independent de Robert Noyce,

[60]

tehnologie care a

de ctre Ted Hoff,Federico Faggin, i Stanley Mazor de la Intel.

Primul procesor integrat, Intel 4004 (1971) avea 12 mm, i era compus din 2300 tranzistoare; prin comparaie, procesorul Pentium Pro avea 306 mm i 5,5 milioane de tranzistoare.[62]

Circuitul integrat din imaginea din dreapta,

un Intel 8742, este unmicrocontroller pe opt bii care conine o unitate central de procesare ce ruleaz la 12 MHz, are 128 de octei de RAM, 2048 de octei de EPROM, i porturi de intrare/ieire, toate pe acelai cip. n anii 1960, utilizarea calculatoarelor din generaiile a doua i a treia s-au suprapus considerabil.[63]

IBM i-a

implementat modulele IBM Solid Logic Technology n circuitele hibride pentru IBM System/360 n 1964. Pn n 1975, Sperry Univac a continuat s fabrice maini din a doua generaie, cum ar fi UNIVAC 494. Sistemele mari Burroughs, cum ar fi B5000 erau maini cu stiv, simplu de programat. Aceste automate cu stiv erau implementate i n minicalculatoarele i microprocesoarele de mai trziu, care au influenat proiectarea limbajelor de programare. Minicalculatoarele serveau drept centre de calcul ieftine pentru industrie i universiti.[64]

Microprocesorul a condus

la dezvoltarea microcalculatoarelor, calculatoare mici i ieftine ce puteau fi vndute firmelor mici i persoanelor private. Microcalculatoarele, care au aprut n anii 1970, au devenit omniprezente dup anii 1980. Steve Wozniak, cofondatorul companiei Apple Computer, este considerat a fi dezvoltatorul primului calculator personal produs n serie. Primul calculator al acestuia, Apple I, a aprut ns dup MOS Technology KIM-1 iAltair 8800, iar primul calculator Apple cu capabiliti grafice i de sunet a aprut dup Commodore PET.

Sisteme de complexitatea calculatoarelor aveau nevoie de fiabilitate mare. ENIAC a rmas pornit, n continuu ntre 1947 i 1955, opt ani fr s fie oprit. Dei tuburile electronice se mai defectau, ele se nlocuiau fr a opri sistemul. Prin simpla strategie de a nu opri ENIAC, s-au redus drastic defectrile majore. Hard diskurile hot-pluggable, care puteau fi cuplate sau decuplate de la o main fr oprirea acesteia, continu tradiia reparaiilor efectuate n timpul funcionrii. Memoriile cu semiconductori opereaz fr erori, fiind garantate de productori pe via, dei unele sisteme de operare, cum ar fi Unix ofer posibilitatea rulrii de teste de memorie pentru verificarea funcionalitii hardware. n secolul al XXI-lea, nevoia de fiabilitate este i mai stringent, ferme de servere fiind platform de baz. Google utilizeaz software tolerant la defecte pentru a trata elegant defeciunile hardware, i lucreaz la conceptul de ferme de servere decuplabile.[65]

n secolul al XXI-lea, au aprut pe pia microprocesoarele multinucleu. Tablourile de celule de memorare din semiconductori sunt des ntlnite. Dup ce memoriile cu semiconductoare au devenit omniprezente, dezvoltarea de software s-a simplificat i codurile surs ale programelor au devenit mai uor de neles. Programarea unei memorii cu tamburi impunea programatorului s fie contient de poziia n timp real a capului de citire, de-a lungul rotaiilor tamburului. Cnd porile logice bazate pe tranzistoare cu efect de cmp CMOS au nlocuit tranzistoarele bipolare, consumul de energie al calculatoarelor a putut scdea drastic i astfel utilizarea puterii de calcul a devenit foarte ieftin i s-a rspndit n toat lumea, sub multe forme, de la felicitri i telefoane mobile la satelii artificiali i sonde spaiale. Cel mai rapid supercomputer din top 500 este IBM Roadrunner, mai rapid dect Blue Gene/L la 25 mai 2008.