История вычислительной техники.

16 Ноябрь 2011 by: admin

Древнейшим «счетным инструментом», который сама природа предоставила в распоряжение человека, была его собственная рука. «Понятие числа и фигуры,— писал Ф. Энгельс,— взято не откуда-нибудь, а только из действительного мира. Десять пальцев, на которых люди учились считать (производить первую арифметическую операцию), представляют собой все, что угодно, только не продукт свободного творческого разума».


¦ В V в. до н. э. в Египте, Финикии, Греции был известен абак — счетный инструмент, представлявший в своей примитивной форме дощечку, покрытую слоем песка. На ней острой палочкой проводили линии и в получавшихся колонках по позиционному принципу размещали какие-нибудь предметы, например, камешки.


¦ В Древнем Риме абак назывался calculi или abaculi. От этого слова произошло в дальнейшем латинское calculatore (вычислять) и calculus (исчисление) и наше — калькуляция.


¦ «Для счета они пользуются изобретенным ими особым прибором с нанизанными на проволочные прутья шариками от четок или бусами, которые они устраивают в ящике или небольшой раме, почти не отличающейся от тех, которыми пользуются у нас женщины, чтобы ставить на них утюги… Передвигая туда и сюда шарики, они справляются с делением и умножением разных сумм…» (Капитан Перри. «Положение России при нынешнем царе с описанием татар и других народов», Лондон, 1716).


¦ С конца XV столетия в Западной Европе получил распространение тип абака, известный как «счет на линиях». На разлинованную таблицу выкладывались специальные жетоны; горизонтальные линии таблицы соответствовали единицам, десяткам и т. д., вертикальные линии образовывали столбцы для отдельных слагаемых или множителей. «Счет на линиях» вспоминали герои Шекспира, а Мольер заставлял «мнимого больного» проверять счета аптекаря, раскладывая на столе жетоны.


¦ Изобретение шотландского математика Д. Непера (1550—1617)—логарифмы — послужило основой для замечательного вычислительного инструмента, вот уже 350 лет используемого инженерами всего мира,— логарифмической линейки.


¦ Первую счетную машину изобрел и сконструировал в 1623 году профессор математики и астрономии Тюбингенского университета В. Шиккард (1592—1636). Это была суммирующая машина, то есть машина, предназначенная главным образом для выполнения операций сложения и вычитания.


¦ Машина Шиккарда, изготовленная в одном экземпляре, сгорела во время пожара в начале 1624 года. Она не оказала влияния на развитие идей счетной техники, и поэтому биография механических счетных машин ведется обычно от «арифметической машины» Б. Паскаля (1623—1662). Французский математик, физик и философ работал над счетной машиной в течение 12 лет и сделал около 50 действующих моделей, первую — в 1642 году.


¦ На нынешней территории Советского Союза первая суммирующая машина была, как гласит на ней надпись, «изобретена и изготовлена» около 1770 года в Белоруссии «Евной Якобсоном, часовым мастером и механиком в городе Несвиже».


¦ Первая удачная конструкция клавишной суммирующей машины была предложена в 1885 году 24-летним американским механиком Д. Фельтом. Изобретатель назвал ее комптометром.


¦ В 1885 году механик из Сен-Луиса У. Бэрроуз закончил работу над «бухгалтерской машиной», которая печатала вводимые числа, суммировала их, а затем печатала результат.


¦ Первая счетная машина, предназначенная для выполнения всех четырех арифметических действий (арифмометр), была предложена в 1670 году немецким ученым Г. В. Лейбницем (1646—1716).


¦ Идея «зубчатого колеса с переменным числом зубцов» принадлежит итальянскому математику и физику Д. Полени (1683— 1761). Она получила воплощение в арифмометре петербургского механика В. Т. Одне-ра. Арифмометры «Феликс», которые и сейчас еще работают в ряде учреждений,— прямые потомки арифмометров Однера.


¦ Одним из первых попытался автоматизировать вычисления английский ученый и инженер Ч. Бэббидж (1791—1871). В 1820 году он предложил специализированную вычислительную машину, предназначенную для табулирования функций по методу разностей. Бэббеджу удалось построить лишь часть разностной машины, но, основываясь на его идеях, другие подобные машины построили в Швеции отец и сын Шютцы (1854), Виберг (1863), в США Д. Грант (1876), в Германии X. Гаманн (1909).


¦ В 1834 году Бэббидж предложил универсальную вычислительную машину с программным управлением, которую назвал аналитической машиной. Ее структура совпадала, по существу, со структурой современных ЭВМ первых двух поколений. Работа над аналитической машиной, которая осталась незавершенной, стала для Бэббиджа источником глубочайших разочарований. Большинство из современников ученого не поняли его идей, и имя истинного «отца компьютеров» было на долгие годы забыто.


¦ Некоторые высказывания верной помощницы Бэббеджа и его ученицы Августы Ады Лавлейс, дочери Байрона, производят впечатление выступления участника бурных дискуссий на тему «Может ли машина мыслить?»:
«Необходимо предостеречь от вероятных преувеличений возможностей аналитической машины… Аналитическая машина не претендует на то, чтобы создать что-либо. Она может делать все то, что мы знаем, как приказать ей делать. Она может только следовать анализу (то есть программе.— Авт.), она не в состоянии предугадать какие-либо аналитические соотношения или истины…».


¦ Вычислительными машинами занимался и П. Л. Чебышев (1821—1894). Среди многочисленных изобретенных им механизмов имеется также арифмометр, сконструированный в 1876 году. Это была одна из самых оригинальных вычислительных машин того времени.


¦ В 1912 году академик А. Н. Крылов (1863—1945) построил механический интегратор для решения дифференциальных уравнений.


¦ Важный шаг по пути автоматизации вычислений был сделан американцем Г. Гол-леритом (1860—1929). Он изобрел электромеханические машины для вычислений с помощью перфокарт, получившие название счетно-аналитических машин.


¦ Механические и электромеханические элементы счетно-аналитических машин были использованы американским физиком Г. Айкеном (1898—1970) при создании вычислительной машины с автоматическим управлением последовательностью операций (АСКК), больше известной под названием «Марк-1». Работа над этой машиной продолжалась около пяти лет и была завершена в августе 1944 года. «Марк-1» выполнял сложение за 0,3 секунды, умножение — за 5,7 секунды и деление — за 15,3 секунды.


¦ Несколько ранее в Германии и США началась работа над чисто релейными вычислительными машинами, то есть машинами, в которых все логические и арифметические операции выполняются с помощью реле. Немецкий инженер К. Цузе в 1941 году закончил первую в мире универсальную автоматическую цифровую вычислительную машину (ЦВМ) с программным управлением (Ц-3), а американский математик Д. Шти-битц в лаборатории фирмы «Белл» построил несколько специализированных релейных машин.


¦ Одна из первых попыток использовать электронные элементы в ЦВМ была предпринята в США в 1938—1941 годах американским физиком болгарского происхождения профессором университета штата Айо-


ва Д. Атанасовым. Он сконструировал специализированную машину для решения систем алгебраических уравнений. К концу 1941 года почти все ее блоки были изготовлены, однако дальнейшая работа над машиной была приостановлена.


¦ В августе 1942 года проект электронной вычислительной машины предложил сотрудник Электротехнической школы Мура при Пенсильванском университете Д. Мо-учли. Начиная с середины следующего года под руководством Моучли и Д. Эккерта (по контракту с Армией США) школа Мура начала работу над электронным цифровым интегратором и вычислителем (ЭНИАК). Предназначавшаяся для военных целей машина была закончена через два месяца после капитуляции Японии (1945 г.). Это было огромное сооружение, состоящее из 40 панелей, содержащих 18 000 электронных ламп и 1 500 реле. Машина потребляла около 150 кВт электроэнергии. На операцию сложения ЭНИАК тратил 0,0002 секунды, на умножение — 0,0028 секунды.


¦ Начиная с 1944 года в работе над созданием ЭВМ принял участие американский математик Джон фон Нейман (1903—1957). В 1946 году вместе с Г. Голдстайном и А. Берксом он опубликовал важную для дальнейшего развития вычислительной техники статью «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства». В ней были высказаны две основные идеи, которые используются сейчас во всех ЭВМ: применение двоичной системы счисления и принцип хранимой программы.


¦ Первой ЭВМ с хранимой программой стала английская машина ЭДСАК, построенная в 1949 году в Кембридже под руководством профессора М. Уилкса.


¦ В 1950 году в Институте электротехники АН УССР (г. Киев) была испытана построенная под руководством академика С. А. Лебедева (1902—1974) первая советская ЭВМ — малая электронная счетная машина (МЭСМ). В октябре 1951 года она была введена в эксплуатацию.


¦ Осенью 1952 года вступила в строй машина БЭСМ, созданная в Институте точной механики и вычислительной техники АН СССР под руководством академика С. А. Лебедева. Она была в то время одной из самых быстродействующих машин в мире, обладая средней скоростью 8 тысяч операций в секунду.


¦ Серийное производство ЭВМ в СССР началось с 1953 года. В этом году был изготовлен первый экземпляр машины «Стрела», разработанной по проекту и под руководством Героя Социалистического Труда Ю. Я. Базилевского. С 1958 года начался выпуск наиболее массовых машин первого поколения — М-20 (руководитель разработки С. А. Лебедев).


¦ В начале 50-х годов наряду с созданием больших ЭВМ (типа БЭСМ) несколько

коллективов разрабатывали малые ЭВМ. В Энергетическом институте имени Г. М. Кржижановского под руководством члена-корреспондента АН СССР И. С. Брука были построены машины М-2 и М-3. Начиная с 1954 года выпускались машины типа «Урал» (руководитель разработок доктор технических наук Б. И. Рамеев).


¦ На смену ламповым ЭВМ (первое поколение) пришли в конце 50-х годов машины, использовавшие полупроводниковые и магнитные элементы. Это, наряду с совершенствованием структурных решений, позволило получить быстродействие в несколько миллионов операций в секунду в таких гигантах второго поколения, как СТРЕТЧ (США, 1961), «Атлас» (Великобритания, 1962), БЭСМ-6 (СССР, 1966).


¦ В 60-е годы в СССР было разработано около 30 моделей полупроводниковых ЭВМ. Первая серийная машина на транзисторах «Раздан-2» изготовлена в 1961 году. В следующем году начат выпуск «Проми-ня», а в 1963 году — машин серии «Минск». Быстродействие наиболее мощной из них «Минск-32» — 65 тысяч операций в секунду. С 1964 года выпускались полупроводниковые «Уралы», БЭСМ-4 и М-220. Среди малых ЭВМ, разработанных в этот период в СССР, наибольший интерес представляют машины Института кибернетики АН УССР «МИР» и «МИР-2» (руководитель работ академик В. М. Глушков). В этом лее институте в 1962—1967 годах создано несколько моделей управляющих вычислительных машин типа «Днепр».


¦ Во второй половине 60-х годов СССР совместно с другими странами СЭВ начал разработку Единой системы ЭВМ (ЕС ЭВМ) — машин третьего поколения, обладающих широким диапазоном производительности и программной совместимостью (программы, составленные для машин с меньшей производительностью, могут выполняться на более мощных машинах). Выпуск таких машин начался в 1972 году.

Понравилась статья? Расскажите друзьям.
Общайтесь со мной

No related posts.

Leave a Reply