История развития вычислительной техники

ВВЕДЕНИЕ

Люди всегда испытывали потребность  в счете. Для этого они использовали пальцы рук, камешки, которые складывали в кучки или располагали в  ряд. Число предметов фиксировалось  с помощью черточек, которые проводились  по земле, с помощью зарубок на палках и узелков, которые завязывались на веревке.

С увеличением количества подлежащих подсчету предметов, развитием  наук и ремесел появилась необходимость  в проведении простейших вычислений. Самым древним инструментом, известным  в различных странах, являются счеты (в Древнем Риме они назывались calculi). Они позволяют производить простейшие вычисления над большими числами. Счеты оказались настолько удачным инструментом, что дожили с древних времен почти до наших дней.

Никто не может назвать  точное время и место появления  счетов. Историки сходятся во мнении, что  их возраст составляет несколько  тысяч лет, а их родиной могут  быть и Древний Китай, и Древний  Египет, и Древняя Греция.

РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

С развитием точных наук появилась настоятельная необходимость  в проведении большого количества точных вычислений. В 1642 г. французский математик  Блез Паскаль сконструировал первую механическую счетную машину, известную  как суммирующая машина Паскаля (рис. 1.1). Эта машина представляла собой  комбинацию взаимосвязанных колесиков  и приводов. На колесиках были нанесены цифры от 0 до 9. Когда первое колесико (единицы) делало полный оборот, в действие автоматически приводилось второе колесико (десятки); когда и оно  достигало цифры 9, начинало вращаться  третье колесико и т.д. Машина Паскаля  могла только складывать и вычитать.

В 1694 г. немецкий математик  Готфрид Вильгельм фон Лейбниц  сконструировал более совершенную  счетную машину (рис. 1.2). Он был убежден, что его изобретение найдет широкое применение не только в науке, но и в быту. В отличие от машины Паскаля Лейбниц использовал цилиндры, а не колесики и приводы. На цилиндры были нанесены цифры. Каждый цилиндр имел девять рядов выступов или зубцов. При этом первый ряд содержал 1 выступ, второй - 2 и так вплоть до девятого ряда, который содержал 9 выступов. Цилиндры были подвижными и приводились в определенное положение оператором. Конструкция машины Лейбница была более совершенной: она была способна выполнять не только сложение и вычитание, но и умножение, деление и даже извлечение квадратного корня.

Интересно, что потомки  этой конструкции дожили до 70-х годов XX в. в форме механических калькуляторов (арифмометр типа «Феликс») и широко использовались для различных расчетов (рис. 1.3). Однако уже в конце XIX в. с изобретением электромагнитного реле появились первые электромеханические счетные устройства. В 1887 г. Герман Голлерит (США) изобрел электромеханический табулятор с вводом чисел с помощью перфокарт. На идею использовать перфокарты его натолкнула пробивка компостером проездных билетов на железнодорожном транспорте. Раз­работанная им 80-колонная перфокарта не претерпела существенных изменений и в качестве носителя информации использовалась в первых трех поколениях компьютеров. Табуляторы Голлерита использовались во время 1-й переписи населения в России в 1897 г. Сам изобретатель тогда специально приезжал в Санкт-Петербург. С этого времени электромеханические табуляторы и другие подобные им устройства стали широко применяться в бухгалтерском учете.

В начале XIX в. Чарльз Бэббидж сформулировал основные положения, которые должны лежать в основе конструкции вычислительной машины принципиально нового типа.

В такой машине, по его  мнению, должны быть «склад» для  хранения цифровой информации, специальное  устройство, осуществляющее операции над числами, взятыми со «склада». Бэббидж называл такое устройство «мельницей». Другое устройство служит для управления последовательностью выполнения операций, передачей чисел со «склада» на «мельницу» и обратно, наконец, в машине должно быть устройство для ввода исходных данных и вывода результатов вычислений. Эта машина так никогда и не была построена - существовали лишь ее модели (рис. 1.4), но принципы, положенные в ее основу, были позже реализованы в цифровых ЭВМ.

Научные идеи Бэббиджа увлекли  дочь известного английского поэта  лорда Байрона - графиню Аду Августу  Лавлейс. Она заложила первые фундаментальные  идеи о взаимодействии различных  блоков вычислительной машины и последовательности решения на ней задач. Поэтому  Аду Лавлейс по праву считают  первым в мире программистом. Многими  понятиями, введенными Адой Лавлейс  в описания первых в мире программ, широко пользуются современные программисты.