История докомпьютерной эпохи

Еще во времена древнейших культур человеку приходилось решать задачи, связанные с торговыми расчетами, с исчислением времени, с определением площади земельных участков и т. д. Рост размеров этих расчетов приводил даже к тому, что из одной страны в другую приглашались специально обученные люди, отлично владеющие техникой арифметического счета. Поэтому существовала реальная необходимость в устройствах, облегчающих выполнение повседневных расчетов.

Так, в старой Греции и в старом Риме были сделаны приспособления для счета, называемые абак. Абак называют также римскими счетами. Он представлял собой доску, покрытую пылью или песком. На ней можно было чертить линии и перекладывать камешки. Основное его назначение состояло в выполнении простых арифметических операций простым перемещением счетных элементов. Абак служил преимущественно для выполнения денежных расчетов. Счет велся в двоично-пятеричной системе счисления. Внешний вид этого устройства для счета показан на рис. 1.2.

В странах старого Востока существовали китайские счеты. Счет осуществлялся единицами и пятерками. В России для арифметических вычислений применялись российские счеты, появившиеся в 16 веке, но кое-где счеты можно встретить и сейчас.

Абак — устройство для счета

Рис 1.2. Абак — устройство для счета

Развитие приспособлений для счета шло в ногу с достижениями математики. Скоро после открытия логарифмов в 1623 г. Была изобретена логарифмическая линейка, ее автором был английский математик Эдмонд Гантер. Логарифмической линейке суждена была долгая жизнь: от 17 века и приблизительно до конца XX века.

Логарифмическая линейка

Рис 1.3. Логарифмическая линейка

Ни абак, ни счеты, ни логарифмическая линейка не означают механизации процесса вычислений. В 17 веке выдающимся французским ученым Блезом Паскалем было изобретено

принципиально новое счетное устройство - арифметическая машина. В базу ее работы Б. Паскаль положил известную до него идею выполнения вычислений с помощью металлических шестеренок. В 1645 г. Им была построена первая суммирующая машина, а в 1675 г. Паскалю удается сделать реальную машину, выполняющую все четыре арифметических деяния. Практически сразу с Паскалем в 1660 - 1680 гг. Сконструировал счетную машину великий германский математик Г отфрид Лейбниц.

Арифметическая машина Б. Паскаля

Рис 1.4. Арифметическая машина Б. Паскаля

Счетные машины Паскаля и Лейбница стали прообразом арифмометра. Первый арифмометр для четырех арифметических действий, нашедший арифметическое применение, удалось выстроить лишь через сто лет, 1790 г., германскому часовому мастеру Гану. Потом устройство арифмометра совершенствовалось многими механиками из Англии, Франции, Италии, России, Швейцарии. Арифмометры применялись для выполнения сложных вычислений при проектировании и строительстве кораблей, мостов, зданий, при проведении денежных операций. Но производительность работы на арифмометрах оставалась низкой, настоятельным требованием времени была автоматизация вычислений.

Арифмометр

Рис 1.5. Арифмометр

В 1834 г. английский ученый Чарльз Бэббидж закончил описание машины, он назвал ее «аналитической машиной». По его плану, эта машина обязана была стать огромным арифмометром с программным управлением, она была способна не просто считать, но и управлять ходом собственной работы в зависимости от заложенной программы, то есть он пытался воплотить идею программного управления вычислительным процессом.

В машине Бэббиджа предусмотрены были также

арифметические и запоминающие устройства. Его машина стала прообразом будущих компьютеров. Это изобретение опередило эпоху на 100 лет. Но в ней использовались далеко не совершенные узлы, к примеру, для запоминания разрядов десятичного числа в ней применялись зубчатые колеса. Выполнить свой проект Бэббиджу не удалось из-за недостаточного развития техники, и «аналитическая машина» на время была забыта.

Аналитическая машина Ч. Бэббиджа

Рис 1.6. Аналитическая машина Ч. Бэббиджа

В 1887 году Герман Холлерит изобрел устройство названное табулятором - вычислительная машина, предназначавшаяся для автоматической обработки числовой и буквенной информации, записанной на перфокартах.

Табулятор Г. Холлерита

Рис 1.7. Табулятор Г. Холлерита

В конце 30-х годов XX века германский инженер Конрад Цузе разработал первую двоичную цифровую машину Z1. В ней обширно использовались электромеханические реле, то есть механические переключатели, приводимые в действие электрическим током. В 1941г. К. Цуцзе создал машину Z3, полностью управляемую с помощью программы.

В 1944 г. Американец Говард Айкен на одном из предприятий компании IBM выстроил мощную по тем временам машину «Марк - 1». В данной машине для представления чисел использовались механические элементы - счетные колеса, а для управления применялись электромеханические реле.

Тестирование вычислительной машины «Марк - 1»

Рис 1.8. Тестирование вычислительной машины «Марк - 1»

Таким образом, краткая история докомпьютерной эпохи показывает, что человечество стремилось изобрести устройства, облегчающие математические расчета. Счетные машины XVII- XVIII веков шли в ногу с развитием математики. К сожалению, недостаточный уровень развития техники не позволил практически и в полной мере реализовать все великие идеи.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >