Компьютер

Компьютер (лат. computāre — вычислять, англичанла computer — вычислитель, рушла компьютер) — информацийым налын саклыше, йондартыше да пайдаланышылан кӱлшӧ сын дене луктын пуышо программлыме машин.

Компьютерын механикле вариантше-влак (механикле сынан компьютер) айдеме тукымын чумыр возалтше эртыкше мучко палдырнышт гынат, икымше электрон компьютер-влак XX курым кыдалне (1940-1945) ворандаралтыч. Нуно посна пӧлем кугытан лийыныт. Нуно электричествым кызытсе компьютер деч таҥастарымаште икмыняр тӱжем пачаш утла шукерак кочкыныт^[1]. Кызытсе компьютерлан интегральный схема негызым пышта. Тудлан кӧра кызытсе компьютер-влак ончычсо компьютер-влак деч амион-камысыр пачаш кугурак лектышым пуышо улыт да палынак изи верым налыт. Куштылго компьютер тыгай изи, тудым изи кӱсен устройствыш чыкаш лиеш. Информационный курымышто персональный компьютер юмоҥа гае, шукышт персональный компьютерым компьютер маныт. Туге гынат, MP3-плеер гыч тӱҥалын сар кÿртньыгайык марте, модыш гыч тӱҥалын йӧнозанлык робот марте, кӧргыштыме (embedded) компьютер-влак утларак улыт.

Инструкций лӱмерым шарнен кертмаш да тудым ыштен шуктмаш компьютерым шукышӧрынаным ыштен, калькулятор дечын ойырен. Инструкций лӱмер программе маналтеш. Чырч-Тьюринг тезис тиде шукышӧрынан улмыжым математик семын умылтара: кеч-могай эн изи кертмаш дене компьютер керек-могай вес компьютер семын тыгаяк сомылым ыштен кертеш. Садлан ситыше жапым да шарнымверым (storage) пуаш гын, вапшбук гычын тӱҥалын суперкомпьютер марте икгай шотлымаш сомылым чыланат ыштен кертыт.

Компьютерын эртыкше

Шанче да йӧнозанлык тоштерыште, Манчестерыште, Кугу Британийыште Джакӱардын куымо станже. Икымше программирований кертмаш дене устройстве-влак коклаште тиде станже икте улеш.

Икымше гана «компьютер» мутым аҥгличан йылмыште 1613 ийыште ойленыт. Тунам шотлымашым вуйлатыше айдемым тыге маныныт. XX курым пелыштыже марте компьютер мутым туге кученыт. XIX курым мучаште компьютер мут дене шотлымашым ыштыше машинам манаш тӱҥалыныт.

Тачысе компьютерлан кок посна технологий негызым пыштен. Икымше — автоматик шотлымаш, кокымшо — программлымаш кертмаш (кунам ӱзгарлан программым пуаш лиеш). Но эреак ыштылтше тыгай ик пӱтынь устройстве уке ыле. Механикле автоматикле шотлымаш ӱзгарлан Абакус шотлалтеш але логарифмический линейке, Астролаб але Антикитерын механизмже (150–100 мемна курым деч ончыч). Херон 10-70 ийлаште механикле театрым чонен. Тиде театр айдеме деч посна шке 10 минутан представленийжым ыштен. Представленийжым кугу кандра ден кышкар радамлык вуйлатен. Тыгай механзм могай ужашлан кунам да могайым сомылым ыштыман рашемдыме йӧн гай шотлалтен кертеш. Тыгай койыш программлымаш кертмаш маналтеш, тиде программлымаш кертмашын ыҥже.

Икымше программлыме (программлымаш кертмаш дене) аналог компьютерлан «Полат шагат» — астрономий шагат шотлалтеш^[2]. Тудым Аль-Джазари 1206 ийыште чонен луктын. Тудо зодиакын, кечын да тылзын орбитым, тылзын фазым ончыктен. Тылзын фазым ончыктышо капкам йыр пӧрдалыме. Кажне шагатыште автоматическе омса почмо. Визыт робо-мурызо-влак семым шоктышт. Пайлыше вал деч вӱдорва дене ваге ушна. Кунам ваге пера, тунам робо-мурызо семым шокташ тӱҥала. Ийын кече да йӱд кужытшо почеш ӱзгарын кече да йӱд кужытшым программироватьляш лиеш ыле.

Реннесанс жапже Йывропысо математиклан да шонен чонымашлан у вийым пуэн. 1623 ийыште Вильгельм Шыкард икымше йывропысо механикле калькулыторым шонен луктыш. Тудо программлымаш кертмешетдыме ыле, садлан компьютер семын тудым лӱмдаш ок лий.

1801 ийыште Жозеф Мари Джакюард куымо станыш у йӧным пуртен. Тудын станже рожан лаштыкым ямдылык семын кучылтен. Садлан станже йӧсӧ ярныкте сӱретым автоматик семын куаш кертын. Тачысе компьютер чонымаш корнышто тыгай Джакӱардын станже кӱлешан ошкыл улеш. Тыгай рожан лаштыкым кучымаш, эреак программлымаш кертмаш семын шотлалтен кертеш.

1837 ийыште Чарлз Бэббидж икымше тӱрыс программлыме механикле компьютерым шонен луктын.Тудо лончылыше машина маналтеш^[3]. Но Беббиджын оксаже шуго огыл, садлан Беббидж тиде машинам ыштен пытарен огыл.

1880 ийла тӱҥалтышыште, Герман Холерис данныйым шарнен моштымашын шонен луктын. Тудо деч ончыч, вуйлатыше шӱдыкым гына шарненыт. «Икмыняр кагаз лента дене шынымаш деч вара, тудо рожан лаштыкыште чарнен…»^[4]. Тиде рожан лаштыкым пайдалашлан тудо табуляторым да рожым-ыштыше кид-машинам шонен луктын. Тиде кум ӱзгар вара информациым пайдаланымаш озанлыклан негызым пыштен. 1890 ийын УАШ калыкчотшым ыштыме годым Холерисын компанийже кугу автоматикле шотлымашым ыштен. Тиде компаний варжым IBM-лан негызым пыштен. XIX курым мучаште икмыняр шонен луктымаш-влак лектыме: рожан лаштык, булев алгебра, вакуум лампе да телетайп. Тиде шонен лукмаш-влак компьютерын чонымашыжын кӱлешлыкыжым чынленыт.

XX курымын тӱҥалтыш пелештышыште, шуко шанче шотлымаш сомылым аналог компьютерын полшыкше дене рашемденыт. Тугодым тыгай компьютер-влак уста лийыныт, модельже механикле але электрическе радамлыкыште ышталтыме. Туге гынат программлымаш кертмашыже уке ыле. Да тачысе компьютер-влак дене таҥастараш гын, шукышӧрынан улмыже ок сите ыле.

Алан Тьюринг кумдан палыме тачысе компьютер шанчын ачаже. 1936 ийыште сеҥышоян алгоритм умылтышым возен да Тьюринг машина дене шотлымашым шонен луктык. Time журнал Алан Тьюрингым XX курымыште эн кӱлешан 100 айдеме лӱмерыш пуртымаш нерген тыге каласен:

Тыгай факт уло: клавиатурышто возышо але электронне четлыкым але текст-процессор программым почышо кажне еҥ Тьюринг машинан воплощенийже дене пашам ышта^[5].

Конрад Цузе (Konrad Zuse) программе почеш вуйлытыме компьютерым шонен луктын, 1941 ийыште икымше ыштыше шотлышым чонен, да 1955 ийыште икымше магнитне шарнывер дене компьютерым чонен.^[6]

Тачысе шотпалын компьютерлан Джордж Стибиц негызым пыштен. Тудо Bell Labs-ыште пашам ыштен. 1937 ийыште Теле тылзыште реле дене негызлыме калькуляторым чонен («Model K» маналтеш). Тиде калькулятор арифметике операцийым шотлашлан кокытан шотпал радамлыкым кучылтмо икымше калькулятор семын шотлалтеш. Тиде технологий тачысе шотлышелан негызым пыштен.

1940 ийлаште эреак ышталтше южо шотлышын рашемдыме ойыртышыже
Лӱм	Икымше гана ышташ тӱҥалын	Шотпал радамлык	Шотлымаш йӧн	Програмирований кертмаш	Тӱринг почеш тӱрысшӧ
Zuse Z3 (Немыч Эл)	Ага 1941	Кокытан	Электронне-механическе	Рожын фильм-тасмаште возымо программе почеш вуйлатыме (келшык укш уке)	Тӱрыс (1998)
Атанасофын-Берийын шотлышыжо (АУШ)	1942	Кокытан	Электронне	Программирований кертмашдыме — икшӧрынан	Уке
Colossus Mark 1 (Кугу Британий)	Пургыж 1944	Кокытан	Электронне	Патч-кабель-влак да свитч-влак почеш вуйлатыме	Уке
Харвард Марк I – IBM ASCC (АУШ)	Ага 1944	Луан	Электронне-механическе	24-корнан рожан тасмаште возымо программе почеш вуйлатыме (келшык укш уке)	Уке
Colossus Mark 2 (Кугу Британий)	Пеледыш 1944	Кокытан	Электронне	Патч-кабель-влак да свитч-влак почеш вуйлатыме	Уке
ENIAC (АУШ)	Сӱрем 1946	Луан	Электронне	Патч-кабель-влак да свитч-влак почеш вуйлатыме	Тӱрыс
Изи экспериментальне Манчестерын машинаже (Baby) (Кугу Британий)	Пеледыш 1948	Кокытан	Электронне	Вильямын пучшыште шарныме программе	Тӱрыс
Уэмдыме ENIAC (АУШ)	Идым 1948	Луан	Электронне	Патч-кабель-влак да свитч-влак почеш вуйлатыме. Тыглай лудаш гына кертмаш дене шарнывер (Программне ROM семын функций-влакын четлыкше).	Тӱрыс
EDSAC (Кугу Британий)	Ага 1949	Кокытан	Электронне	Майдарын кучен шогалтыше корно дене шарныверыште возымо программе почеш вуйлатыме	Тӱрыс
Манчестер Марк 1 (Кугу Британий)	Шыжа 1949	Кокытан	Электронне	Вильямын пучшыште да магнитне тӱмырыште шарныме программе	Тӱрыс
CSIRAC (Австралий)	Кылме 1949	Кокытан	Электронне	Майдарын кучен шогалтыше корно дене шарныверыште возымо программе почеш вуйлатыме	Тӱрыс

1930 да 1940 ийлаште эре виямдыме да ӱшанлыме шотлышо устройсте радам чонымо, тачысе компьютерыште койшо сын-кун-влак (feature) ошкыл-ошкыл дене ешарыме. Цыпр электроникым пайдаланымаш (1937 ийыште Клод Шеннон палынак шонен луктын), ӱшанлырак программирований кертмаш пеш кӱлешан ошкыл-влак улыт, но тиде корнышто «икымше цыпр электронле компьютерлан». иктым ойырен налаш неле. Шерге сеҥымаш-влак:

EDSAC — шарныме программым ышталтыше икымше компьютер-влак коклаште икте улеш (вон Нейманын архитектурыже).

Intel 80486DX2 микропроцессорын кристалже (шке кугытшо: 12×6.75 мм)

Конрад Цузын (Zuse) электро-механикле «Z-машина-влак». Z3 (1941) — икымше ыштыше, кокытан арипметикым ворандарыше машин, вещественле арипметик да изиш программлымаш кертмаш дене.^[7]
Программлымаш кертмашдыме Атанасофын-Берийын шотлышыжо 1941. Шотлымаш вакуумле пучыште ыштыме, кокытан шотпал радамлык да электричественле емкостьым палдарыше шарнымаш кучылтмо. Тыгай шарнымаш изи компьютерым ышташ полшен (кугу ӱстел кугытан). Кокласе лектышым шарнымаште саклаш лиеш, да вара тудым тыгайже шотлышо тӱҥлыкыш мӧнгешла пӧртылаш.
Шолып Британийын Колосус компьютер-влак (1943)^[8] чартыме программлымаш кертмаш дене лийын. Тӱжем пучым кычышо устройстве ӱшанле да электронле программлыме лийын кертеш — тидым ончыктыш. Тудым Германийын сар годсе код-влакым пудырташлан ворандареныт.
Харвард Марк I (1944), кугу-кертмашан электронле-механикле чартыме программлымаш кертмаш дене компьютер.
УАШ армийын Баллистике Шымлымаш Лабораторий ENIAC (1946). Тудо луан арипметикым кучылтен. Тудым южгунам икымше кумдатӱран (general puprose — общего назначения) электронле компьютер маныт (Конрад Цузын Z3 компьютер 1941 ийыште электроник олмеш электромагнитизмым кучен). Тӱҥалме годым тудо пеш лывыргедыме архитектурым кучен, программым вашталташлан воштырым ик вер гыч вес верыш кусараш кӱлеш ыле.

...

Программ

Тачысе компучырын ик эн тӱҥ ойыртемже - компучырым программлаш лиеш. Тидын дене компучыр вес машина дечын ойыртемалтеш. Вес семынже манаш гын, компучырлан иктаж-могай инструкцийым (программым) пуаш лиеш, компучыр вара тиде инструкцийым шукталтеш. Южо компучыр-влак томаша концепций почеш ыштат (квант компучырым ончо), тачысе компучыр-влак вон Нейман архитектура негызеш ыштат, машин код императив программлымаш йылмыште возалтеш.

Компучыр программыште пычырик инструкций лийын кертеш але шуко амион инструкций (текст процессорлан программыште але вот-браузерлан программыште, мутлан). Тыглай тачысе компучыр ик секундыште камысыр инструкцийым (гигафлопс) шуктен кертеш, да тыге шуко ийым йоҥылышде ыштен кертеш. Иктаж-мыняр амион инструкцийан кугу компучыр программым программист тӱшка иктаж-мыняр ий возен кертеш. Тыгай тыглай огыл сомылышто товатат йоҥылыш лийын кертеш.

Шарныме программе архитектур

1970 ийысе рожан лаштыкыште FORTRAN йылме дене возымо программе. Тушто возымо: "Z(1) = Y + W(1)" да тиде программе маналтеш "PROJ039".

Тиде ужаш RAM-машин негызлыме компучыр-влак нерген.

Шукыж годым, компучыр инструкций-влак куштылго улыт: ик числаш весым ешараш, ик вер гыч весыш иктаж-могай данныйым кусаркалаш, ӧрдыж каласымашым колташ да моло. Тиде инструкцийым компучыр шарныш гыч лудмо да пуымо радам почеш шуктымо. Туге гынат лӱмын ыштыме инструкций-влак улыт, нуно почеш компучыр кызытсе вер гыч мӧҥгешла але ончыко программысе вес верыш кусна, да тушечын тӱҥалын инструкций-влакым шукташ тӱҥалеш. Тылеч коч, куснымаш инструкций келшык почеш ышталтын кертеш. Садыге, иктаж-могай ончычсо шотлымашын лектышыже але ӧрдыж событий почеш тӱрлӧ инструкций радамым шукташ лиеш. Шуко компучырыште куснымо верым шарныше да мӧҥгешла куснышо лӱмын ыштыме инструкций-влак улыт.

Программе шукталтмаш книга лудмаш семын улеш. Айдеме молгунамсе кнагам почела лудеш, ик ойлончо гыч тӱҥалын, весыш шуя. Южгунам айдеме мӧҥгешла кусна, южгунам иктаж-могай оҥай огыл ужашым посна коден кертеш. Тыгак компучыр программым шукта, южгунам мӧҥгешла кая. Кӓмыл кӧргысӧ келшык ок шыкто, инструкций ужашым компучыр адак да адак шукта. Тиде маналтеш - программын вуйлымаш йогынже, тидыж дене кӧра компучыр сомылым уэш ыштен кертеш, айдеме нержым чыкмаш деч посна.

Айдеме кӱсен калькулятор дене тыглай арифметик операцийым, мутлан кок числам ешарен, пырт полдыш темдалмаш дене ыштен кертеш. Но 1 гыч тӱҥалын 1000 чыла числам ешараш - ятыр жапым да шуко полдыш темдалмашым налеш, да тиде сомылыште йоҥылышым ышташ неле огыл. Вес могырышто, тиде сомылым шукташ компучырым программлаш лиеш, тиде пычырик инструкций дене:

      mov #0, sum     ; ушыклан(суммылан) 0 шындена
      mov #1, num     ; числалан 1 шындена
loop: add num, sum    ; ушыкыш числам ешарымаш
      add #1, num     ; числаш 1 ешарымаш
      cmp num, #1000  ; числам 1000 дене таҥастарена
      ble loop        ; числа <= 1000 гын, 'loop' деке мӧҥгешла куснена
      halt            ; программе мучаш. шуктымашым чарнена

Йоҥылыш (баг)

Машин код

Программлымаш йылме

Программым чоҥалтмаш

Компонент-влак

Важ-влак

↑ 1946 ийыште ENIAC 178 кВт электричествым кочкен, кызытсе laptop компьютерлан 20 Вт веле кӱлеш. (Англ.) Approximate Desktop & Notebook Power Usage
↑ (Англ.)Ancient Discoveries, Episode 11: Ancient Robots. History Channel.
↑ Лончылыше машинам Беббиджын дифференциалымаш машина дене товаҥаш огеш кӱл. Дифференциалымаш машина программлымаш кертмашдыме.
↑ Колумбий университет. Компьютерлашын эртыкше: Герман Холерис.
↑ (Англ.) Alan Turing — Time 100 People of the Century
↑ (Нем.) Spiegel: Компьютер биографийын авторжо савыктыме
↑ (Англ.) IEEE Annals of the History of Computing, Raúl Rojas «How to make Zuse's Z3 a universal computer», 1998 ий, 20 том, 3 номеран, 51–54 лаштык-влак
↑ B. Jack Copeland, ed., Colossus: The Secrets of Bletchley Park's Codebreaking Computers, Oxford University Press, 2006

[1] 1946 ийыште ENIAC 178 кВт электричествым кочкен, кызытсе laptop компьютерлан 20 Вт веле кӱлеш. (Англ.) Approximate Desktop & Notebook Power Usage

[Ancient_Discoveries-2] (Англ.)Ancient Discoveries, Episode 11: Ancient Robots. History Channel.

[3] Лончылыше машинам Беббиджын дифференциалымаш машина дене товаҥаш огеш кӱл. Дифференциалымаш машина программлымаш кертмашдыме.

[4] Колумбий университет. Компьютерлашын эртыкше: Герман Холерис.

[5] (Англ.) Alan Turing — Time 100 People of the Century

[6] (Нем.) Spiegel: Компьютер биографийын авторжо савыктыме

[7] (Англ.) IEEE Annals of the History of Computing, Raúl Rojas «How to make Zuse's Z3 a universal computer», 1998 ий, 20 том, 3 номеран, 51–54 лаштык-влак

[8] B. Jack Copeland, ed., Colossus: The Secrets of Bletchley Park's Codebreaking Computers, Oxford University Press, 2006

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]