CFA LogoCFA Logo Computer
Загрузка поиска
Новости Компьютеры Прайс-лист [Новое] Прайс-лист [Б/У] Для ноутбуков Конфигуратор ПК Заказ, Оплата, Доставка Сервис объявления Драйвера Статьи Как нас найти Контакты
Новости
RSS канал новостей
Специалисты компании iiyama предлагают своим клиентам новый крупноформатный монитор. Речь идет о ...
Производители материнских плат уже давно озаботились тем, чтобы предложить своим клиентам идеальную ...
Специалисты компании Epox предлагают своим клиентам новенькую материнскую плату компактных размеров ...
Итак, состоялся анонс восьмого поколения смартфонов Apple iPhone вместе с юбилейным iPhone X. И ...
Сколько, по вашему мнению, должно быть камер в смартфоне? Huawei, похоже, считает, что можно установить ...
Самое интересное
Программаторы 25 SPI FLASH Адаптеры Optibay HDD Caddy Драйвера nVidia GeForce Драйвера AMD Radeon HD Игры на DVD Сравнение видеокарт Сравнение процессоров

АРХИВ СТАТЕЙ ЖУРНАЛА «МОЙ КОМПЬЮТЕР» ЗА 2003 ГОД

Компьютерные хроники

Андрей ГОЛОТА, Владимир СИРОТА

Эта статья адресована тем, кого интересует история возникновения и развития вычислительных устройств, компьютеров и процессоров.

Да, были люди в наше время, не то что нынешнее племя…

Когда в будущем в который раз будут писать и переписывать историю, то персональный компьютер, вне всякого сомнения, все назовут главным изобретением последней четверти двадцатого столетия. А с чего все началось? И как развивалось? Ведь многие важные поворотные моменты в ИТ-индустрии случились не так давно, и ты, читатель, пожалуй, старше :-) большинства важнейших событий в истории ПК.

Что ж, давайте вместе проследим происхождение персональных компьютеров — обозначим этапы большого пути вычислительных устройств из древности глубокой до наших дней. В первой, исторической части нашего повествования мы в хронологическом порядке перечислим основные события, которые тем или иным образом повлияли на успешное развитие вычислительной техники.

Пожалуй, первым в мировой истории достоверно известным механическим вычислительным устройством можно назвать абак. Абак (греч. аbax (abakos), лат. abacus — доска, счетная доска (рис. 1, 2) применялся для арифметических вычислений в Древней Греции, Риме, а затем в Западной Европе вплоть до 18 в. Доска разделялась на полосы, счет осуществлялся передвижением находящихся в полосах счетных марок (костяшек, камней и т.п.). В странах Дальнего Востока распространен китайский аналог абака —суан-пан, в наших краях абак известен как счеты :-).

Рис. 1. Абак   Рис. 2. Абак

На протяжении многих веков практически неизменный абак всем уже изрядно надоел :-). Естественно, находились люди, которые силой своего ума значительно «подталкивали» развитие вычислительных механизмов.

Серьезный вклад в развитие вычислительной техники внес Джон Непер. Потомок старинного воинственного шотландского рода, Непер изучал многие науки: логику, теологию, право, физику, математику, этику. Наряду с практическим применением своего научного опыта (он изобрел несколько полезных сельскохозяйственных орудий), Непер увлекался алхимией, астрологией. В 1590-х годах исследователь пришел к идее логарифмических вычислений и составил первые таблицы логарифмов. В 1614 году был опубликован его знаменитый труд «Описание удивительных таблиц логарифмов». (Принцип логарифмических вычислений заключается в том, что каждому числу соответствует свое «специальное число» — логарифм. Логарифмы очень упрощают деление и умножение. Например, для умножения двух чисел достаточно сложить их логарифмы, и затем найти результат по таблице логарифмов.) В далеком 1617 году Непер Рис. 3. «Палочки Непера»придумал еще один, не логарифмический способ перемножения чисел, который применил в своем новом устройстве, получившем название «палочки Непера» (рис. 3). «Вычислительный инструмент» состоял из брусков с нанесенными на них цифрами от 0 до 9 и кратными им числами. Для умножения какого-либо числа бруски располагали рядом так, чтобы цифры на торцах составляли это число. Ответ можно было увидеть на боковых сторонах брусков. Помимо умножения, палочки Непера позволяли выполнять деление и извлекать квадратный корень.

Уже после смерти исследователя, в конце 1620-х годов, была изобретена логарифмическая линейка, основанная на таблицах Непера. С ее помощью многие вычисления упрощались, так как операции над числами заменились операциями над их логарифмами.

Механическая математика

Четверть века спустя после появления палочек Непера французский математик Блез Паскаль (рис. 4) вплотную приступил к изобретению машины для суммирования чисел. В 1642 году он сконструировал счетное устройство, призванное облегчить труд его отца — налогового инспектора, которому приходилось производить немало сложных вычислений. Устройство Паскаля представляло собой смонтированную в деревянном корпусе систему зубчатых колес, вращающих наборные диски с цифрами (рис. 5). Результат вычислений считывался в специально прорезанных в корпусе окошечках, а «умела» машина только складывать и вычитать десятичные числа. Против распространения счетного устройства Паскаля активно выступили клерки — они боялись потерять работу. Вторили им и работодатели, считавшие, что лучше нанять больше дешевых счетоводов, чем покупать новую и дорогую машину.

Рис. 4. Блез Паскаль   Рис. 5. Устройство Паскаля

Дальнейшим своим прогрессом вычислительные устройства обязаны Готфриду Вильгельму Лейбницу (рис. 6). Лейбниц родился в очень неординарной семье: его отец был профессором этики, а дед — профессором права Лейпцигского университета. В 1661 г. Будущий математик и философ становится студентом и приступает к изучению философии, юриспруденции и математики в университетах Лейпцига, Вены и Алтдорфа. В 1666 году он защищает сразу две диссертации на звание доцента — по юриспруденции и математике. В зрелый период свой жизни он служит при дворах немецких князей в качестве юриста, находится на дипломатической службе.

Лейбниц увлекался изобретением всевозможных универсальных приемов для решения всех задач сразу и, может быть, именно поэтому его, как и Паскаля, заинтересовала идея создания универсальных вычислительных приборов. В 1671 году Лейбниц изобрел устройство, работы над которым завершились только в 1694 году.

Главным недостатком суммирующей машины Паскаля была невозможность выполнения с ее помощью иных операций, кроме сложения и вычитания. Машина же, изобретенная Лейбницем, позволяла легко производить не только сложение, но и умножение чисел. Принцип работы механического калькулятора Лейбница (рис. 7) был практически аналогичен тому, который использовался в суммирующей машине Паскаля. Однако Лейбниц включил в свою конструкцию движущуюся часть (подвижную каретку) и ручку, с помощью которой можно было крутить специальное колесо, а в более поздних вариантах машины внутри аппарата располагались даже цилиндры. Такой механизм с движущимися элементами позволил ускорить повторяющиеся операции сложения, необходимые для умножения. Само повторение также выполнялось автоматически. По сути дела, калькулятор осуществлял механическую имитацию известного алгоритма «умножение в столбик». И этот метод, между прочим, использовался во всех механических калькуляторах последующих веков.

Рис. 6. Готфрид Вильгельм Лейбниц   Рис. 7. Механический калькулятор Лейбница

Еще одним великим человеком, который внес выдающийся вклад в развитие вычислительных устройств, был Чарльз Беббидж (рис. 8). Сын банкира из Девона (Англия), еще в детве проявлявший выдающиеся математические способности, стал профессором математики Кембриджского университета.

Обнаружив погрешности в таблицах логарифмов Непера, Беббидж в 1821 г. приступил к разработке своей вычислительной машины. Аппарат Беббиджа должен был стать очень сложным устройством, предназначавшимся для автоматического вычисления логарифмов. Создав в 1822 году небольшую рабочую модель своего механизма, ученый продемонстрировал ее Британскому правительству. В итоге, ему удалось получить средства на дальнейшее совершенствование своего изобретения. Более новый вариант устройства был создан уже в 1823 году. Машина была паровой, полностью автоматической и даже распечатывала результаты в виде таблицы (!). Работа над проектом продолжалась еще 10 лет — именно столько времени британское правительство финансировало работы. Но пришел тот день, когда чиновники утратили доверие к талантливому изобретателю и прекратили выделять деньги на продолжение исследований. Но Беббидж не собирался сдаваться. В 1833 году он начал работать над первым в мире многоцелевым вычислительным устройством, получившем название аналитической машины.

Предполагалось, что этот механизм станет первой вычислительной машиной, выполняющей расчеты без участия человека. Для этого аппарат должен был уметь исполнять программы, вводимые с помощью перфокарт (карт из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий; такие карты в то время уже широко употреблялись в ткацких станках). Помимо этого, устройство должно было иметь «склад» для запоминания данных и промежуточных результатов (в современной терминологии — память). То есть перфокарты в машине Беббиджа использовались не только для ввода/вывода данных, но и для их хранения. Очень интересно, что эту идею «подхватила» в 1890 году компания Tabulating Mashine Company, позднее ставшая широкоизвестной как IBM. Конечно, не только IBM применяла перфокарты в своих системах. В период «расцвета» перфокарточных компьютеров были созданы устройства, способные обрабатывать 50–250 карт в минуту.

Созданный Беббиджем аппарат (рис. 9) мог оперировать числами с 50 десятичными знаками и сохранял до 1000 чисел. Впервые в его аналитической машине было реализовано условное выполнение операций — прообраз современного оператора IF.

Рис. 8. Чарльз Беббидж   Рис. 9. Аналитическая машина Беббиджа

Чарльзу Бэббиджу в его работе помогала математик Ада Ловлас (1815–1852), известная как дочь поэта Байрона и как «первая программистка» (рис. 10). Она создала для машины несколько программ, которые хранились на упомянутых специальных Рис. 10. Ада Ловласперфорированных картах.

Последние 37 лет своей жизни Бэббидж посвятил совершенствованию своей аналитической машины. Он вкладывал в ее создание большие деньги и тяжело переносил полное отсутствие интереса со стороны общественности к своим работам. Но осуществить задуманное так и не удалось — Бэббидж умер в 1871 г., так и не закончив дело всей своей жизни. Его аналитическая машина намного опережала технические возможности своего времени, и довести до конца ее создание тогда было практически нереально.

Всевозможные арифмометры, выполняющие механические вычисления, в XIX в. получили все большее распространение. С помощью подобных устройств можно было сделать даже очень сложные расчеты, например расчеты баллистических таблиц для артиллерийских стрельб. Существовала и специальная профессия —счетчик. Это был человек, работающий с арифмометром, который мог быстро и точно выстраивать определенную последовательность вычислительных инструкций (такую последовательность впоследствии стали называть программой). Но даже несмотря на хорошую профессиональную подготовку персонала, многие расчеты на арифмометрах производились очень медленно — десятки счетчиков вынуждены были работать неделями, а иногда и месяцами. Причина подобной медлительности проста — при расчетах, проводимых с помощью арифмометров, выбор выполняемых действий и запись результатов производились человеком, скорость работы которого весьма и весьма ограничена.

Поэтому, несмотря на свою относительно длительную эволюцию и непрерывное улучшение, механические вычислительные устройства все же не устояли в борьбе за место под солнцем. И были вытеснены более совершенными аппаратами. В следующей части статьи мы как раз и поведем разговор о новой, электронной эпохе развития вычислительных устройств.

(Продолжение следует)

Рекомендуем ещё прочитать:






Данную страницу никто не комментировал. Вы можете стать первым.

Ваше имя:
Ваша почта:

RSS
Комментарий:
Введите символы: *
captcha
Обновить





Хостинг на серверах в Украине, США и Германии. © www.sector.biz.ua 2006-2015 design by Vadim Popov