Как был изобретен компьютер

История появления и развития вычислительной техники

Лекция 2. Средства обработки информации.

Приведите примеры сообщений, содержащих один (два, три) бит информации.

Назовите системы сбора и обработки информации в организме человека.

Е) точной и неточной.

Перечислите основные свойства информации.

4. Приведите примеры информации:

а) достоверной и недостоверной;

б) полной и неполной;

в) актуальной и не актуальной;

г) доступной и недоступной для усвоения;

д) понятной и непонятной;

6. Почему количество информации в сообщении удобнее оценивать не по степени увеличения знания об объекте, а по степени уменьшения неопре­деленности наших знаний о нем?

7. Как определяется единица измерения количества информации?

8. Что определяет термин «бит» в теории информации и в вычислительной технике?

10. Что такое информационная технология?

Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений. Потребность в автоматизации обработки данных, в том числе вычислений, возникла очень давно. Многие тысячи лет назад для счета использовались счетные палочки, камешки и т.д. Более 1500 лет тому назад (а может быть и значительно раньше) для облегчения вычислений стали использоваться счеты.

Основные этапы развития вычислительной техники представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Этап	Период развития
Ручной	Не установлен
Механический	С середины 17-го века
Электромеханический	С 90-х годов 19-го века
Электронный	С 40-х годов 20-го века

Более трех тысяч лет назад в Средиземноморье было распространено простейшее приспособление для счета: доска, разделенная на полосы, где перемещались камешки или кости. Такая счетная дощечка называлась абак и использовалась для ручного счета. В Древнем Риме абак назывался calculi или abaculi и изготавлиался из бронзы, камня, слоновой кости и цветного стекла. Слово calculus означает «галька», «голыш». От этого слова произошло латинское слово calculatore (вычислять), а затем русское слово «калькуляция». Абак позволял лишь запоминать результат, а все арифметические действия должен был выполнять человек.

Из множества известных разновидностей абака обязательно нужно назвать и русские конторские счеты. Коренные обитатели Южной Америки для расчетов использовали так называемый "квипу" (квитос, «веревочный абак») - ряд ремней или веревок с завязанными на них узлами. (Так, завязывая на носовом платке узелок на память, мы на самом деле повторяем то, что делали в древности наши предки, запоминая результат счета). Веревочным узловым счетом пользовались в Японии, на территории Африки, на Гавайских островах. Подобные приспособления были широко распространены и в Европе вплоть до XVI века.

Первая механическая машина была построена немецким ученым Вильгельмом Шиккардом. (предположительно в 1623 г.). Машина была реализована в единственном экземпляре и предназначалась для выполнения арифметических операций. Из-за недостаточной известности машины Шиккарда более 300 лет считалось, что первую суммирующую машину сконструировал Блез Паскаль.

В 1642 г. Блез Паскаль изобрел устройство, механически выполняющее сло­жение чисел, а в 1673 г. Готфрид Вильгельм Лейбниц сконструировал арифмометр, позволяющий механически выполнять четыре арифметических действия. Начиная с XIX в. арифмометры получили очень широкое применение. На них выполняли даже очень сложные расчеты, например, расчеты баллистических таблиц для артиллерийских стрельб. Существовала и специальная профессия — счетчик — человек, работающий с арифмометром, быстро и точно соблюдающий определенную последовательность инструкций (такую последовательность инструкций впоследствии стали называть про­граммой). Но многие расчеты производились очень медленно — даже десятки счетчиков должны были работать несколько недель и месяцев. Причина проста — при таких расчетах выбор выполняемых действий и запись результатов производились человеком, а скорость его работы весьма ограничена.

Ни одна из этих машин не была автоматичекой, и требовали непрерывного вмешательства человека. В 1834 году Чарльз Бэббидж (Babbage Charles) первым разработал подробный проект автоматической вычислительной машины. Он так и не построил свою машину, так как в то время невозможно было достичь требуемой точности изготовления ее узлов.

В качестве источника энергии для приведения в действие механизмов машины Ч.Бэббидж рассматривал паровой двигатель.

Бэббидж предложил управлять своей машиной с помощью перфорированных карт, содержащих коды команд, подобно тому, как использовались перфокарты в ткацких станках Жаккарда. На этих картах было предстпавлено то, что мы сегодня назвали бы программой.

Ч. Бэббидж довольно подробно рассматривал вопросы. связанные, как мы сейчас говорим, с программированием. В частности, им была разработана весьма важная для программирования идея “условной передачи управления”. Идеи Бэббиджа залоэжили фундамент, на котром со временем были построены ЭВМ.

Бэббидж предложил управлять своей машиной с помощью перфорированных карт, содержащих коды команд, подобно тому, как использовались перфокарты в ткацких станках Жаккарда. На этих картах было предстпавлено то, что мы сегодня назвали бы программой.

Ч. Бэббидж довольно подробно рассматривал вопросы. связанные, как мы сейчас говорим, с программированием. В частности, им была разработана весьма важная для программирования идея “условной передачи управления”. Идеи Бэббиджа залоэжили фундамент, на котром со временем были построены ЭВМ.

Первые программы для вычислительной машины Бэббиджа создавала Ада Лавлейс (Ada Lovelace) – дочь известного поэта Джорджа Байрона, в честь которого был назван один из языков программирования. Выраяжаясь совремнным языком, Лавлейс составила программу вычисления чисел Бернулли. Ада Лавлейс разработала основные принципы программирования, которые остаются актуальными до настоящего момента времени. Ряд терминов, введенных Адой, используются и сейчас, например “цикл”, “рабочие ячейки”.

Теоретические основы современных цифровых машин заложил английский математик Джордж Буль (1815-1864 г.г.). Он разработал алгебру логики, ввел в обиход логические операторы И, ИЛИ и НЕ. Заметим, что его дочь Э. Войнович – автор известного произведния “Овод”.

В 1888 году Германом Холлеритом (Herman Hollerith), была сконструирована первая электромеханическая машина для сортировки и подсчета перфокарт. Эта машина, названная табулятором, содержала реле, счетчики, сортировочный ящик. Изобретение Холлерита было использовано при подведении итогов переписи населения в США.

Успех вычислительных машин с перфокартами был феноменален. То, чем за 10 лет до этого занимались 500 сотрудников в течение семи лет, Холлерит сделал с 43 помощниками на 43 вычислительных машинах за 4 недели.

В 1896 году Герман Холлерит основал фирму Computing Tabulation Company. Спустя несколько лет это предприятие переименовали в известнейшую теперь фирму International Business Machine Corporation (IBM).

Немецкий инженер Конрад Цузе (Konrad Zuse) был первым, кто успешно осуществил идею создания автоматической электромеханической вычислительной машины на основе двоичной системы счисления. В 1936 году он начал конструировать вычислительный аппарат, работающий в двоичной системе счисления, который впоследствии был назван Zuse 1.

В 1941 году Цузе сумел построить действующую модель Zuse 3, которая состояла из 600 реле счетного устройства и 2000 реле устройства памяти.

Еще одна полностью автоматическая вычислительная машина, изобретенная профессором Гарвардского университета Говардом Айкеном (Aiken Howard 1900-73 г.г.), при участии группы инженеров фирмы IBM, была построена в 1944 г. Она была названа ASCC (другое название Mark 1) и была электромеханической (построена на реле), состоящей приблизительно из 750 тысяч компонентов. На умножение она тратила окло 4 секунд.

До знакомства с работами Цузе научная общественноть считала машину ASCC первой электромеханической машиной.

В 1937 г. в США Дж. Атанасов начал работы по созданию электронной вычислительной машины. Им были созданы и запатентованы первые электронные схемы отдельных узлов ЭВМ. Совместно с К. Бэрри к 1942 г. была построена электронная машина АВС (A tanasoff- B erry C omputer).

В 1943 г. в Англии была разработана специализированная ЭВМ Colossus, предназначенная для дешифрации секретных сообщений.

Электронная вычислительная машина, разработанная Эккертом и Маучли (John W. Mauchly and J.Presper Eckert, Jr.) в США в 1946 г., была названа ENIAC. При создании этой машины Эккерт и Маучли заимствовали основные идеи у ДЖ. Атанасова. ENIAC была примерно в 1000 раз быстрее, чем ASCC. Она состояла из 18 тысяч электронныъ ламп, 1,5 тысяч реле, имела вес более 30 тонн, потребляла мощность более 150 кВт.

Первоначально ENIAC программировалась путем соединения проводами соответствующих гнезд на коммутационной панели, что делало составление программы очень меделнным и утомительным занятием. Американский математик и физик венгерского происхождения Джон фон Нейман (1903-1957 г.г.) предложил хранить программу – последовательность команд управления ЭВМ – в памяти ЭВМ, что позволяло оперировать с программой так же, как с данными. Последующие ЭВМ строились с большим объемом памяти с учетом того, что там будет храниться программа.

Дата добавления: 2014-11-18